Wodór - napęd zielonej rewolucji i odpowiedź na kryzys energetyczny

Wodór - napęd zielonej rewolucji i odpowiedź na kryzys energetyczny  

Na przestrzeni ostatniej dekady zainteresowanie wodorem wyraźnie wzrosło, a państwa europejskie zaczęły tworzyć strategie wykorzystania tego pierwiastka na szeroką skalę od energetyki, po przemysł i paliwa alternatywne. O wodorze i możliwościach jego zastosowania w gospodarce, innowacyjnych projektach wykorzystania energii i wyzwaniach, które związane są z kryzysem klimatycznym rozmawiamy z dr Łukaszem Lindnerem z Instytutu Fizyki Molekularnej PAN. 

 

Sporo osób zastanawia się, jak wykorzystanie technologii wodorowej może wpłynąć na codzienne życie każdego z nas?  

Wodór znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle, od energetyki, po ciepłownictwo i transport. Najważniejszą zmianą jaką jednak przyniesie jest redukcja smogu w centrach miast oraz pyłów wydzielanych przez energetykę konwencjonalną, kopalnie czy przemysł ciężki. W sezonie grzewczym przestaniemy mieć podrażnione oczy i usta. Zmieni się również struktura portfeli, bo z jednej strony gospodarka nie będzie już, w takim stopniu, obarczona kosztami emisji, a z drugiej będziemy mogli uniezależnić się w większym stopniu od dostaw surowców energetycznych. Wodór to również nowe zawody i profesje związane z transformacją energetyczną, a także dostosowanie istniejących już łańcuchów wartości. Zachęcam gorąco do obejrzenia animacji Idei 3W: Wodór ma wiele twarzy, która w przystępny sposób pokazuje przykłady zastosowań wodoru.   

Wielu osobom wodór kojarzy się z katastrofą słynnego sterowca – Hindenburga. Czy faktycznie jest się czego bać, z czego wynika brak akceptacji społecznej i jak możemy „oswoić” wodór społeczeństwu? 

Co do zasady paliwo czy magazyn energii to duża ilość energii w małej objętości – wyzwolenie jej w jednej chwili zawsze stwarza zagrożenie. Dotyczy to każdego nośnika energii – benzyny, gazu, baterii czy wodoru. Musimy się z tym oswoić, bo przecież trzymanie łatwopalnej i wybuchowej butli z gazem w kuchni wydaje nam się zupełnie normalne. Nikt też nie panikuje, gdy poczuje benzynę, a przecież jej opary są łatwopalne, wybuchowe i trujące. W obu przypadkach mamy świadomość, że zagrożenie występuje i w związku z tym zachowujemy szczególną ostrożność. Dokładnie taką samą świadomość musimy zaszczepić w społeczeństwie wdrażając technologie wodorowe. 

Szczęśliwie coraz mniej osób pamięta sterowce i łączy je z wodorem, ale faktycznie pewna obawa przed wodorem istnieje. To klasyczny strach przed nowością, która zawsze towarzyszy nowym technologiom. Co ciekawe, to właśnie obawy społeczne wymieniane są jako główny hamulec rozwoju technologii w raporcie „Gospodarka wodorowa w Polsce”, który został przygotowany przez Polski Instytut Ekonomiczny. Skuteczne kampanie informacyjne mogą odwrócić ten trend i inicjować proinnowacyjne podejście.  

Warto podkreślić, że budowanie świadomości wodorowej jest kluczowe do wdrożenia strategicznych programów opisanych w „Polskiej Strategii Wodorowej do roku 2030”, „Polityki Energetycznej Polski do roku 2040”, czy realizacji celów klimatycznych wynikających z umów międzynarodowych.  

Czy wodór może być odpowiedzią na kryzys klimatyczny, środowiskowy i ekonomiczny, który związany jest z transformacją energetyczną?  

Sam wodór nie uratuje świata, ale bez wodoru nie przezwyciężymy kryzysu klimatycznego. Technologie wodorowe są integralną częścią strategii klimatycznych wszystkich krajów rozwiniętych i rozwijających się. Wodór umożliwia dekarbonizację przemysłu czy transportu, sprzyja rozwojowi OZE – a to działania, które bezpośrednio działają na zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, pyłów unoszących się w powietrzu czy zmniejszenia zależności od paliw kopalnych. Z perspektywy ekonomicznej wodór może przynieść uniezależnienie od importu surowców energetycznych i związanych z nimi wahań cen. To także impuls do tworzenia nowych usług i produktów, a więc szansa na rozwój innowacyjnych branż.  

Odnawialne źródła energii stanowią alternatywę dla paliw kopalnych i pomagają ograniczać emisje gazów cieplarnianych. Energia słoneczna czy wiatrowa są nam już dobrze znane, nieco mniej wiemy na temat wodoru. W czym tkwi jego potencjał? 

Rozwiązaniem kryzysu klimatycznego jest elektryfikacja. Potrafimy wytwarzać energię elektryczną bez emisji gazów cieplarnianych, a odnawialne źródła energii idealnie znajdują tutaj zastosowanie. W ciągu dekady – od roku 2009 do 2019 - energia produkowana przez panele słoneczne potaniała 10-krotnie, a energia wiatrowa 3-krotnie. To najtańsze źródła energii, jednak zależne od pogody. Prawdziwym wyzwaniem jest magazynowanie energii i tutaj właśnie wodór ma swoje główne zastosowanie, czyli stabilizowanie sieci elektrycznej opartej na OZE.

W procesie elektrolizy przy wykorzystaniu wody i energii z OZE otrzymujemy zielony wodór, który może być później przekształcony na energię elektryczną, cieplną, paliwo czy surowiec przemysłowy. Dodatkowo wodór umożliwia produkcję energii w miejscach, gdzie nie ma mocy przyłączeniowej – a w przypadku Polski w 2022 roku aż 51 GW mocy z OZE nie dostało zgody przyłączeniowej, głównie z powodu przeciążenia sieci przesyłowej. To także niezależność energetyczna – bo jeżeli produkujemy własną energię i przechowujemy ją w postaci wodoru, to naturalnie zmniejszamy import surowców, a to wpływa na bezpieczeństwo energetyczne, podobnie jak dążenie do energetyki rozproszonej.   

Jakie zastosowanie w gospodarce może mieć wodór? Jakie są wyzwania i szanse dla rozwoju gospodarki wodorowej w Polsce? 

Polska już produkuje 1,3 mln ton wodoru rocznie. Jest to niemal w 100 proc. wodór szary, czyli produkowany z paliw kopalnych, co generuje przez co uwalniane są znaczne ilości dwutlenku węgla. Pomimo, że wodór szary generuje koszty i jest sporym wyzwaniem, jego obecność jest korzystna dla wdrażania gospodarki wodorowej. Jest on niezbędny jako surowiec w wielu procesach przemysłowych – szczególnie w przemyśle nawozowym oraz petrochemii. Jednocześnie sukcesywne zamienianie szarego wodoru na zielonym pozwala redukować emisyjność.

Dodatkowo mamy gotowy rynek zbytu zielonego wodoru w tworzącym się nowym ekosystemie. A to tylko obecne zastosowania, bo całkiem prężnie rozwija się w Polsce sektor transportu, szczególnie produkcja autobusów wodorowych. Mamy także już pierwsze linie produkcyjne zbiorników wodoru czy elektrolizerów oparte na polskiej produkcji. Do wyzwań musimy zaliczyć słabą współpracę nauki i biznesu, a także niski odsetek firm, które zaangażowane są we współpracę w ramach międzynarodowych organizacji branżowych oraz w projektach badawczych i wdrożeniowych realizowanych z liderami gospodarki wodorowej. Naprzeciw tym wyzwaniom wychodzi Idea 3W i  doliny wodorowe, które skupiają administrację, naukę oraz biznes jednak na efekty takiej formy współpracy musimy jeszcze poczekać. 

Do 15 czerwca 2024 r. na terenie Międzynarodowych Targów Poznańskich można oglądać Wystawę Wodorową, która jest częścią projektu: „Wodór – odpowiedź naukowców na wyzwania energetyczne, klimatyczne i środowiskowe”, zainicjowanego przez Instytut Fizyki Molekularnej Polskiej Akademii Nauk. Czego możemy się z niej dowiedzieć i dla kogo jest przeznaczona?  

Wystawa Wodorowa jest projektem w ramach programu „Społeczna Odpowiedzialność Nauki II”, którye finansowanye jest przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. To szansa żeby poznać nowoczesne rozwiązania i urządzenia, które stosowane są w obszarze technologii wodorowych, a także realizowane inicjatywy i bieżące projekty.

Zwiedzający znajdą tutaj odpowiedzi na najbardziej nurtujące pytania, które dotyczą wodoru i jego roli w życiu codziennym. Dowiedzą się, czym jest gospodarka wodorowa i jak wodór może odmienić transport, przemysł, magazynowanie i korzystanie z energii. Projekt ma na celu przedstawienie społeczeństwu propozycji naukowców z dziedziny transformacji energetycznej. Jego głównym celem jest stworzenie interaktywnej wystawy tematycznej oraz punktu informacyjnego, które skupiają wiedzę na temat technologii wodorowych. 

Na ponad 200 metrach kwadratowych powierzchni wystawienniczej znajduje się wiele informacji i eksponatów, dzięki którym zwiedzający mają możliwość dowiedzieć się, dlaczego transformacja energetyczna jest tak ważna dla bezpieczeństwa naszej planety. Odwiedzający znajdą tu ponad 100 m2 paneli informacyjnych, robota humanoidalnego, aplikacjęe mobilną, energorower, który zasila elektrolizer, zestawy edukacyjne OZE, stację budowy atomów, filmy edukacyjne, podręcznik wodorowy i instalacje wizualizujące. Utworzono również specjalny punkt informacyjno-konsultacyjny, gdzie można zasięgnąć rady ekspertów.

Wystawa jest dla każdego – od dzieci w wieku przedszkolnym po dorosłych uczestników: przedsiębiorców, samorządowców, przedstawicieli administracji, którzy aktywnie kształtują środowisko i mają kluczowe znaczenie w działaniach na rzecz poprawy środowiska. Wzbogacenie tych grup o wiedzę na temat nowoczesnych technologii oraz trendów pomoże w krótszym czasie wdrożyć gospodarkę wodorową, a także poprawić efektywność energetyczną istniejącej już infrastruktury.  

Jest Pan również inicjatorem miasteczka „Poznaj Wodór”. O co chodzi w tej inicjatywie i jak jest realizowana?  

Inicjatorem mobilnego miasteczka Poznaj Wodór Roadshow jest Samorząd Wielkopolski. Projekt zakładał stworzenie mobilnego miasteczka, które przybliżało mieszkańcom Wielkopolski zagadnienia wodorowe. W roku 2022 i 2023 podczas 21 dni wystawowych odwiedziliśmy 13 miejscowości w całej Wielkopolsce. Miasteczko Wodorowe rozbijaliśmy w samym centrum, często na rynku lub parku i podobnie jak na Wystawie Wodorowej pokazywaliśmy mieszkańcom możliwości, jakie niesie ze sobą wodór. Projekt okazał się dużym sukcesem i wzbudził duże zainteresowanie a także sporo radości wśród mieszkańców.