Optymistyczne prognozy dla wodoru jako paliwa przyszłości
Opublikowano: 27 czerwca 2021

Coraz większa presja polityczna związana z promowaniem zeroemisyjnej gospodarki zmusza firmy i koncerny paliwowe do poszukiwania nowych źródeł energii. Zdaniem portalu Forsal.pl dużą szansą dla realizacji ambitnych celów klimatycznych może być wykorzystanie wodoru jako paliwa.

Jak zaznacza portal, wodór powinien być brany pod uwagę, już choćby dlatego że jest on najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem na Ziemi i we wszechświecie. Jego zaś parametry spalania czynią go wyjątkowo atrakcyjnym paliwem umożliwiającym realizację ambitnych celów klimatycznych.

Sprowadzenie bilansu emisji do zera oznacza radykalną transformację całej gospodarki. Energooszczędność i odnawialne źródła energii (OZE) mogą nie wystarczyć. Mimo coraz większej sprawności i coraz niższych kosztów instalacji OZE są wątpliwości, czy farmy wiatrowe i fotowoltaiczne będą w stanie zabezpieczyć odpowiednią ilość, a co ważniejsze stabilność dostaw energii dla nowej, „zielonej” gospodarki – pisze Forsal.pl.

Zwolennicy transformacji ekologicznej marzą o paliwie, które zapewni źródło energii bez emisji szkodliwych substancji i CO2. Zdaniem ekspertów – pisze Forsal.pl – paliwem takim może być wodór. Ma on wartość opałową większą niż benzyna, a jednocześnie jego zastosowanie nie jest uzależnione od warunków atmosferycznych. W przypadku farm wiatrowych i instalacji fotowoltaicznych wielkość produkcji energii jest zmienna i nie zawsze można zagwarantować dostawy.

Podczas spalania wodoru nie powstają związki węgla ani siarki, nie są też emitowane cząstki stałe. Technologia pozyskiwania gazu jest znana od lat i nie jest nazbyt skomplikowana.

Dlaczego nie stosuje się wodoru powszechnie?

Odpowiadając na to pytanie, Forsal.pl twierdzi, że chodzi o technologie i pieniądze. Obecnie połowa wytwarzanego na świecie wodoru uzyskiwana jest poprzez reforming parowy metanu. Inną metodą jest elektroliza wody. Oba procesy pochłaniają znaczne ilości energii. Ze względu na swoje właściwości fizyczne wodór sprawia też duże problemy przy magazynowaniu. Problemy te mogą być jednak rozwiązywane wraz z rozwojem nowych technologii.

Pomocne są w tym przypadku programy badawcze finansowane ze środków rządowych. Dzięki takim badaniom udało się już znacznie obniżyć koszty wytwarzania energii z OZE.

Trzeba pamiętać – zaznacza Forsal.pl – że do produkcji wodoru konieczne jest użycie energii. Jeśli będziemy pozyskiwać ją przy pomocy tradycyjnych paliw, efekt środowiskowy zostanie zniwelowany. Aby użycie wodoru było przyjazne dla środowiska, powinien on być produkowany z użyciem odnawialnych źródeł energii. W ten sposób powstaje tzw. zielony wodór.

Rozwój technologiczny widoczny jest bardzo wyraźnie w przypadku urządzeń wykorzystujących wodór jako paliwo. Samochody elektryczne mogą być napędzane dzięki ogniwom paliwowym, w których utlenianie wodoru powoduje powstanie energii elektrycznej. Takie pojazdy posiadają tylko niewielkie akumulatory, które napędzają auto zanim rozgrzeją się ogniwa.

Jak jednak pisze portal: Na razie technologia ta – przede wszystkim ze względu na koszty – jest dopiero na początku drogi rozwoju. Chociaż kilka koncernów produkuje już auta wodorowe, na koniec 2019 r. na świecie zarejestrowanych było jedynie niespełna 25 tys. takich aut (chociaż biorąc pod uwagę szybki rozwój tej technologii, dziś może być ich 40–50 tys. Wciąż rzadka jest sieć stacji ładowania.

Firmy pracują nad wdrożeniem napędu wodorowego w transporcie

Jak jednak wynika z raportu cytowanego przez Forsal.pl a przygotowanego przez Hydrogen Council, w 2030 roku po drogach poruszać się będzie nawet 15 mln samochodów osobowych i 500 tysięcy ciężarowych zasilanych wodorem. Popularna jest też idea zasilania wodorem autobusów. Według Forsal.pl do 2050 roku liczba autobusów wykorzystujących ten gaz jako paliwo ma osiągnąć 15 mln, co stanowić będzie 25 procent ogólnej liczby.

W marcu przyszłego roku w Niemczech ma pojawić się 14 składów pociągów pasażerskich na wodór. Zamówienie na pociąg wodorowo-elektryczny złożyły też koleje francuskie. Według analizy Morgan Stanley w 2030 roku ponad 10 procent pociągów w Europie będzie wykorzystywać wodór jako paliwo.

Polskie Koleje Państwowe z Ministerstwem Infrastruktury podpisały w styczniu 2021 roku umowę na świadczenie usług przewozowych. W jej ramach zapowiedziano, że na polskich torach pojawią się pociągi zasilane wodorowymi ogniwami paliwowymi. Jak zauważa Forsal.pl, nie określono jak dotąd daty wdrożenia nowej technologii, ale jako potencjalnego dostawcę wskazuje się firmę PESA. Prowadzone są już w niej prace nad użyciem wodoru do napędu lokomotyw dla pociągów towarowych. Pierwszy egzemplarz ma pojawić się we flocie ORLEN-u w najbliższych dwóch latach.

Statki i samoloty napędzane wodorem

Nad technologią związaną z użyciem wodoru pracują również producenci statków. Norweskie biuro projektowe Ulsten pracuje nad pierwszym statkiem wyposażonym w ogniwa wodorowe i nieemitującym żadnych spalin poza wodą, a przeznaczonym do obsługi platform elektrowni wiatrowych. Ulstein SX190 Zero Emission DP2 ma wypłynąć w morze w 2022 r. Jednostka będzie mogła pływać bez tankowania przez cztery dni (pierwszy etap), a po dopracowaniu wykorzystującej wodór instalacji jej konstruktorzy mają nadzieję zwiększyć autonomię statku do 14 dni.

Trwają również badania nad użyciem wodoru jako paliwa lotniczego. Jednym z podmiotów realizujących tę koncepcję jest Airbus. Przedstawiciele firmy zapowiadają, że jako pierwsza wprowadzi ona na rynek samolot zasilany wodorem. Powstały już trzy koncepcje dla takiego statku powietrznego – samolot turboodrzutowy, samolot turbośmigłowy i latające skrzydło.

Ale ogniwa paliwowe mogą być również stosowane do zasilania w energię elektryczną budynków. przy Fenchurch Street w Londynie powstał już budynek, w którym część energii pozyskiwana jest w ten właśnie sposób – podaje Forsal.pl. W różnych krajach powstają obecnie niewielkie instalacje wykorzystujące wodór do produkcji energii elektrycznej. Przykładem są turbiny gazowe w we Włoszech i Japonii. Obecnie – podaje portal – 0,2 procenta energii elektrycznej powstaje dzięki użyciu wodoru jako paliwa.

Są kraje, które jasno określają swoje wodorowe strategie. np. Japonia dąży do osiągnięcia 1 GW mocy opartej na wodorze do 2030 r. (co odpowiada rocznemu zużyciu wodoru w ilości 0,3 Mt) oraz do 15-30 GW w dłuższej perspektywie (co odpowiada rocznemu zużyciu wodoru w ilości 15-30 Mt) – pisze portal

Również Korea Południowa planuje wykorzystywać wodór do produkcji energii elektrycznej. Planowana łączna moc ogniw paliwowych instalowanych w tym kraju ma wynieść 1,5 GW w 2022 r. oraz 15 GW w 2040 roku. Japonia, Norwegia i Austria prowadzą badania nad możliwością zasilana wodorem i amoniakiem turbin gazowych.

Można powiedzieć, że obszary wykorzystywanie wodoru jako paliwa są bardzo szerokie. Jego użycie może znacząco ograniczyć emisję CO2 i innych zanieczyszczeń do atmosfery. Prace nad odpowiednimi technologiami prowadzone są przez wiele firm i instytutów badawczych a rządy często dofinansowują te prace. Nie oznacza to, że pokonane zostały wszystkie trudności. Największym wyzwaniem jest pozyskiwanie wodoru w sposób ekologiczny i w cenie, która gwarantuje opłacalność. Jednak i w tym obszarze trwają szeroko zakrojone prace badawcze. Jak pokazują prognozy, wodór ma szansę stać się paliwem przyszłości a zainteresowanie nim ciągle rośnie.

Wojciech Ostrowski

Źródło: Forsal.pl