W odcinku zatytułowanym „Molekuły Sukcesu. Wodór w transformacji energetycznej” gościmy prof. Jakuba Kupeckiego, dyrektora Instytutu Energetyki i Państwowego Instytutu Badawczego. Jego specjalnością są technologie wodorowe i dlatego omawiamy rolę przyszłości gospodarki wodorowej w procesie transformacji energetycznej. Wodór i jego pochodne stają się kluczowymi elementami w dążeniu do dekarbonizacji różnych sektorów gospodarki, w tym lotnictwa, transportu, chemii i petrochemii. Dlatego też wodór jawi się jako obiecujące narzędzie, które może pomóc w redukcji śladu węglowego.
Rola wodoru w transformacji energetycznej
Prof. Kupecki zauważył na wstępie, że „wodór nie jest celem samym w sobie, lecz narzędziem, które umożliwia zmniejszenie śladu węglowego i negatywnego wpływu na środowisko”. W kontekście transformacji energetycznej, kluczowe jest pozyskiwanie wodoru w sposób, który zapewnia niski ślad węglowy. W Polsce, gdzie znaczna część energii pochodzi z paliw kopalnych, konieczne jest rozwijanie technologii wodorowych opartych na odnawialnych źródłach energii.
Technologie produkcji wodoru
Produkcja wodoru może odbywać się na różne sposoby, w tym poprzez elektrolizę, reforming gazu ziemnego z wychwytem dwutlenku węgla (CCS) oraz wytwarzanie wodoru z biomasy. Elektrolizery zasilane odnawialnymi źródłami energii mają największy potencjał dekarbonizacji przemysłu. Kluczowe jest jednak, aby cały łańcuch wartości wodoru, od produkcji po transport i wykorzystanie, był jak najbardziej zdekarbonizowany.
Wyzwania stojące przed gospodarką wodorową
Rozwój gospodarki wodorowej w Polsce i na świecie napotyka szereg wyzwań, zarówno technologicznych, jak i ekonomicznych. „Największe wyzwania, jakie stoją przed rozwojem gospodarki wodorowej w Polsce, ale myślę we wszystkich regionach, to jest kwestia dostępności tej energii elektrycznej, która byłaby zero czy niskoemisyjna” – zauważa prof. Kupecki. W Polsce, gdzie wciąż dominują paliwa kopalne, konieczne jest stworzenie warunków do rozwoju OZE, które będą wspierać produkcję wodoru.
Elektrolizery i ich działanie
W tym kontekście pojawia się istotne pojęcie elektrolizerów. Są to urządzenia, które wytwarzają wodór poprzez rozkład wody na tlen i wodór przy użyciu energii elektrycznej. Ich sprawność jest kluczowa dla efektywności całego procesu. W Polsce istnieją już instalacje OZE połączone z elektrolizerami, co stanowi krok w kierunku zrównoważonej produkcji wodoru.
Magazynowanie energii w postaci wodoru
Nasz gość zauważa, że „magazynowanie energii w wodorze to najpierw praca elektrolizera, który wytworzy wodór, a następnie wykorzystanie tego wodoru w ogniwie paliwowym, w silniku tłokowym, czy też w turbinie gazowej”. Magazynowanie wodoru ma swoje zalety, mimo że sprawność tego procesu jest niższa niż w przypadku technologii bateryjnych. Wodór można transportować w różnych formach, co czyni go elastycznym nośnikiem energii. Długoterminowe magazynowanie wodoru pozwala na przesuwanie energii wytwarzanej w sezonie letnim na zimę.
Kolory wodoru i ich znaczenie
Wodór klasyfikuje się według kolorów, które odnoszą się do metod jego produkcji. Wodór zielony pochodzi z elektrolizy zasilanej OZE, wodór szary z reformingu gazu ziemnego, a wodór niebieski to wodór szary z dodatkowymi technologiami CCS. W kontekście transformacji energetycznej, wodór zeroemisyjny, czyli zielony, ma największy potencjał.
Wodór a życie codzienne
Rozwój technologii wodorowych wpłynie na życie codzienne obywateli, chociaż zmiany te będą zachodziły stopniowo. Możemy spodziewać się większej obecności pojazdów wodorowych na drogach oraz poprawy jakości powietrza dzięki eliminacji paliw kopalnych. W dłuższej perspektywie, wodór może przyczynić się do decentralizacji energetyki i zmiany krajobrazu energetycznego.
Innowacje technologiczne w gospodarce wodorowej
Najważniejsze innowacje w obszarze gospodarki wodorowej to te, które szybko przynoszą wymierne efekty. Kluczowe jest rozwijanie krajowych zasobów produkcyjnych, budowa elektrolizerów oraz dostosowywanie turbin gazowych do pracy na wodorze. Współpraca między różnymi sektorami oraz inwestycje w badania i rozwój są niezbędne dla dalszego postępu. W tym kontekście „o Polsce można mówić jako producenci wodoru w dużych, bo zajmuje trzecią pozycję w Europie, a piątą na świecie. Jest to ponad milion ton rocznie wodoru i to nas plasuje w czołówce” – podkreśla prof. Kupecki.
Bariery w wykorzystaniu wodoru
Główne bariery w szerszym wykorzystaniu wodoru jako nośnika energii to kwestie ekonomiczne i techniczne. Koszty produkcji wodoru, infrastruktura oraz regulacje prawne są kluczowymi czynnikami, które wpływają na rozwój tego sektora. W miarę jak technologie wodorowe będą się rozwijać, ich koszty powinny maleć, co przyczyni się do ich większej dostępności.
Przyszłość sektora energetycznego
W ciągu najbliższych 20-30 lat sektor energetyczny przejdzie znaczące zmiany. Era paliw kopalnych dobiegnie końca, a wodór stanie się jednym z kluczowych narzędzi w dekarbonizacji. W miarę jak rośnie świadomość ekologiczna, wodór jako nośnik energii będzie odgrywał coraz większą rolę w codziennym życiu obywateli.
Podsumowanie
Gospodarka wodorowa ma potencjał, aby stać się kluczowym elementem transformacji energetycznej. W miarę jak technologia się rozwija, a regulacje stają się bardziej sprzyjające, wodór może odegrać istotną rolę w dekarbonizacji różnych sektorów gospodarki. Wymaga to jednak szeregu inwestycji, finansowania i pewnej zmiany w planowaniu energetycznym. Jak będzie – czas pokaże.
