Z Tomaszem Pelcem, członkiem założycielem Klastra Technologii Wodorowych i jednocześnie Szefem Grupy Roboczej Ds. Produkcji Wodoru w Nowych Instalacjach przy Ministerstwie Klimatu rozmawiamy o możliwościach jakie daje wdrożenie technologii wodorowych w Polsce i na świecie.
Na początek zapytam przewrotnie, dlaczego wodór? Czy nie możemy udoskonalić innych niskoemisyjnych źródeł energii?
Tu kluczową jest kwestia związana z emisją CO2.Wiemy już od dawna, że paliwa kopalne nie zapewnią nam neutralności klimatycznej, a źródła OZE (poza elektrowniami wodnymi) są nieprzewidywalne ze względu na charakterystykę pracy. Mamy przykład z ostatniej zimy, kiedy nagle się okazało, że energii z OZE mamy za mało by sprostać niskim temperaturom. Wodór jest najdoskonalszym rozwiązaniem o ile wiemy jak i gdzie będziemy go magazynować oraz w jaki sposób będziemy go dalej wykorzystywać. Wodór w pierwszej kolejności będzie wykorzystywany w transporcie publicznym (autobusy, koleje), następnie wg ekspertów pojawi się w logistyce rynku e-commerce, energetyce, ciepłownictwie i oczywiście w samochodach osobowych. Na początku przemysł wodorowy będzie się rozwijać dzięki dostawom wodoru „szarego”, a dopiero w dalszej kolejności będzie wykorzystywany wodór „zielony”. Wodór „szary” mimo, że podczas jego produkcji wytwarza się CO2 (produkcja 1 kg wodoru „szarego” z gazu ziemnego to emisja 10 kg CO2), jest po prostu dużo tańszy od „zielonego”, co przy obecnych kosztach instalacji i urządzeń jest bardzo istotne . Czy nie można udoskonalić innych niskoemisyjnych źródeł energii? Można ale raczej nie warto. Wczytując się w „Fit for 55” (regulacje UE dotyczące redukcji emisji CO2 w gospodarce o 55% do 2030 roku) widać jak na dłoni, że mamy zbyt mało czasu, aby z tym zdążyć. Ponadto uważam, że konieczność redukcji CO2 oraz ograniczenie śladu węglowego przez coraz większą rzeszę producentów i usługodawców, spowoduje, że z przyczyn marketingowych obecne źródła niskoemisyjne będą po prostu „passe”. Stąd rekomenduje swoim klientom by wszystkie swoje źródła emisyjne redefiniowali jako „H2 ready” i wskazywali w jaki sposób dojdą do tego by ich głównym paliwem był wodór. Tak się już teraz dzieje w Europie, są na to przeznaczone olbrzymie środki w postaci grantów i dotacji. Tak więc nie ma odwrotu. Oczywiście możemy wybrać drogę w przeciwnym kierunku, ale powtarzam – nie warto.
Proszę nam powiedzieć na czym polega Polska Strategia Wodorowa?
To jest bardzo dobre pytanie. Polska Strategia Wodorowa po ostatnich aktualizacjach nie odpowiada niestety na najważniejsze pytanie czy gospodarka wodorowa w Polsce „wystartuje na dobre”? Chcemy jednoznaczne wiedzieć, że należy podejmować stosowne przedsięwzięcia inwestycyjne, by móc zafunkcjonować na rynku wodoru, który będzie miał strategiczne znaczenie dla Polski. Tego nam brakuje. Mamy wprawdzie wyznaczone wskaźniki do osiągnięcia (5 dolin wodorowych do 2030 roku, czy 2 GW zainstalowanej mocy instalacji do produkcji niskoemisyjnego wodoru), ale bez konkretnego potwierdzenia, że rynek wodoru powstanie inwestorzy z dużą bojaźnią będą się angażować.
Od 4 lat działamy jako Klaster Technologii Wodorowych i promujemy wodór na bazie projektów, które Klaster prowadzi lub inicjuje za pośrednictwem swoich członków. Takie projekty jak Pomorska Dolina Wodorowa (jest to pierwsza taka inicjatywa w Polsce ogłoszona 1 października 2019 roku) z szeregiem proekologicznych inicjatyw dotyczącej „wodorowej” komunikacji: autobusy w Tczewie, Gdańsku, Gdyni i Wejherowie, kolej na Hel („Hy-way to Hel) oraz transport morski (statki „short-sea”)
Dodatkowo projekt NeptHyne (produkcja wodoru z nadwyżek energii elektrycznej z morskich farm wiatrowych z wykorzystaniem wodoru do napędu statków serwisujących wspomniane farmy) czy projekt „HGaas” (stacje do tankowania wodoru zawsze po drodze) mają na celu budowanie podstaw do gospodarki wodorowej.
Podobnego podejścia oczekiwałbym od Polskiej Strategii Wodorowej. Ogłaszamy ją jako jeden z ostatnich krajów UE i niestety nie zapoznaliśmy się gruntownie z wcześniej publikowanymi europejskimi strategiami. W niemieckiej, fińskiej czy holenderskiej są wyznaczone konkretne kierunki rozwoju gospodarki narodowej w oparciu o technologie wodorowe, a w przypadku strategii fińskiej mamy nawet przedstawione konkretne firmy, które zobowiązały się do określonych działań. Stąd, na przykład, dokładnie wiadomo kiedy w Finlandii wodór zastąpi koks w procesie produkcji stali. Technologia wodorowa to duże liczby i tak należy podchodzić do projektów z nią związanych . Tylko takie zostaną zauważone i będą finansowane, dlatego też należy stosować podejście systemowe i integracyjne. Proszę zapoznać się z inicjatywami Hydrogen Valley, tam widać jak na dłoni skuteczne metody działania, warto korzystać z dobrych praktyk.
Czy wykorzystanie wodoru na wysoką skalę w transporcie lądowym, morskim i lotniczym jest możliwe?
Wczytując się w strategie wodorowe krajów UE, Stanów Zjednoczonych, Chile, Australii czy Japonii to jednoznacznie widać, że tak. Jest tylko pytanie kiedy i w jaki sposób sfinansować tę nową rewolucję przemysłową. Wodór już jest wykorzystywany jako przewaga konkurencyjna, ponieważ, jak już o tym wspomniałem, redukuje emisję CO2 i tym samym wyraźnie ogranicza ślad węglowy. To sprawia, że idealnie wpisuje się w idee zrównoważonego rozwoju. Jest źródłem czystej energii, która może mieć wiele zastosowań.
W przypadku transportu morskiego wodór sprawdza się bardzo dobrze, szczególnie w żegludze typu „short-sea” – promy bliskiego zasięgu (zatoki, rzeki), statki do obsługi morskich farm wiatrowych czy lodołamacze. Jeżeli chodzi o połączenia transatlantyckie to tu główną rolę będzie odgrywać amoniak produkowany z „zielonego” wodoru (NH3), który można spalać w silnikach okrętowych nie emitując CO2. Już wkrótce możemy sobie wyobrazić taki model łańcucha dostaw: do „zielonego” portu wpłynie „zielony” statek, z którego wyjadą „zielone” ciężarówki. Wiem, że to trochę nieprawdopodobnie, ale już 2025 roku będziemy mieli z tym do czynienia.
Samolot na wodór? Takie awionetki już funkcjonują, są wyposażone w silniki elektryczne, gdzie oprócz ogniw paliwowych produkujących energię elektryczną są baterie. Wodór zaczyna również dominować w przypadku zasilaniu dronów, szczególnie tych, które wymagają dużego zasięgu. Są już projekty badawcze realizowane przez Boeninga czy Airbusa w kontekście wykorzystania wodoru do zasilania samolotów pasażerskich i cargo. Z dużą ciekawością czytam o tych pracach i jestem pod olbrzymim wrażeniem kompetencji inżynierów zaangażowanych w te przedsięwzięcia.
Eksperci często mówią o zielonym, niebieskim i szarym wodorze. Czy może Pan wyjaśnić różnicę między tymi trzema rodzajami?
Mamy trzy rodzaje kolorów wodoru – szary, niebieski oraz zielony.
Wodór szary, to wodór wyprodukowany z gazu ziemnego w procesie reformingu parowego. Jest to bardzo rozpowszechniona i dobrze znana technologia służąca do produkcji wodoru do celów technologicznych w przemyśle chemicznym czy rafineryjnym. Przy czym, jak już wcześniej wspomniałem, produkcja wodoru szarego jest związana z emisją CO2. Przemysłowe instalacje do produkcji wodoru produkują kilkanaście ton wodoru na dobę. Wodór szary z procesu reformingu nadaje się do celów technologicznych, ale nie nadaje się do wykorzystania go w ogniwie paliwowym, które produkuje z wodoru energię elektryczną. Wodór szary zawiera w sobie 99,997% czystego H2 natomiast ogniwo paliwowe wymaga czystości 99,999% H2 – tzw. pięć „9”, dlatego wodór szary należy poddać następnemu procesowi oczyszczania – puryfikacji. Przewagą wodoru szarego jest jego cena, obecnie około 1 Euro/kg. Wodór niebieski powstaje z wodoru szarego, przy czym przy jego produkcji następuje wychwyt CO2. Kluczem sukcesu w przypadku wodoru niebieskiego jest koszt technologii związanej z wychwytywaniem, a następnie z magazynowaniem CO2. Wodór zielony to wodór produkowany w procesie elektrolizy (w elektrolizerach alkalicznych, membranowych czy wysokotemperaturowych) z wody. Plusem tej technologii jest to, że wodór wyprodukowany w procesie elektrolizy jest przede wszystkim „zielony”, ma pierwszą klasę czystości, czyli 99,999% H2. Analizy cen energii wyprodukowanej z morskich farm wiatrowych wskazują, że w okolicach 2030 roku cena wodoru zielonego będzie niższa lub równą cenie wodoru szarego i z tą datą należy wiązać duże zmiany w przemyśle chemicznym i rafineryjnym na świecie.
Czy może Pan nam powiedzieć więcej o roli wodoru w redukcji emisji dwutlenku węgla?
Będę się powtarzał – warto czytać publikacje Unii Europejskiej oraz brać pod uwagę to jak inne kraje podchodzą do tego tematu. Europejska Strategia Wodorowa m.in. wskazuje jako cel produkcję 10 mln ton „zielonego” wodoru w 2030 roku. A co to oznacza ? Obecnie wodór jest produkowany w Europie z gazu ziemnego, produkujemy go 10 mln ton, czyli „zielony” wodór ma w 100% zastąpić wodór „szary”. W związku z tym drastycznie spadnie zapotrzebowanie w Europie na gaz ziemny. Patrząc obecnie na kierunek dostaw do Europy szeroko pojętych źródeł energii nie trudno stwierdzić, że w 2030 roku będzie wyglądać zupełnie inaczej. Czy będziemy potrzebować gazu ziemnego z Rosji czy LNG ze Stanów Zjednoczonych? Nie! Przecież to nie przypadek, że w tzw. gorącym okresie związanym z dokończeniem inwestycji w Nord Stream II mówiono, że ten gazociąg ma docelowo dostarczać wodór do Europy. A czytając strategię wodorową Rosji jednoznacznie widać, że się przygotowuje do realizacji takich celów.
Wodór ma docelowo stać się głównym źródłem energii rozumianej jako energia elektryczna i ciepła, a to oznacza, że ma się przyczyniać do redukcji emisji dwutlenku węgla. Polska może to wykorzystać. Mamy od lat określone problemy z naszą energetyką i ciepłownictwem. Biorąc pod uwagę to co się obecnie dzieje na rynku energii zaraz trzeba będzie tłumaczyć się społeczeństwu z drastycznego wzrostu cen. Tych problemów nie rozwiążemy dopłatami, bowiem budżet państwa „nie jest z gumy”. Musimy podejmować bardzo odważne decyzje inwestycyjne oraz komunikować trudne zmiany społeczeństwu. Mamy jeszcze czas, Europa i Świat nie uciekły nam zbyt daleko i możemy to doskonale wykorzystać pozyskując środki na „wodorową transformację”. Jednakże, trzeba mieć odwagę do podejmowania trudnych decyzji, mieć umiejętność budowania porozumienia ponad podziałami zarówno w Polsce jak i w Europie. Za tym przyjdą pieniądze, które pozwolą nam na rozwój.
Na jakim etapie jesteśmy obecnie jeśli chodzi o wprowadzenie w Polsce technologii wodorowej ? Jakie są główne wyzwania związane z transportem i przechowywaniem wodoru?
Wiedzę na temat technologii wodorowych mamy. Jak wspomniałem potrzebujemy odważnych decyzji pozwalających na realizację Polskiej Strategii Wodorowej. I co ważne, potrzebujemy konkretnych działań, a nie listów intencyjnych.
W Polsce spotykam wielu inżynierów i specjalistów, którzy budowali swoją wiedzę w oparciu o pracę przy przemysłowych instalacjach do produkcji wodoru. Polska jest trzecim co do wielkości producentem wodoru „szarego”. Posiadamy ogromną wiedzę techniczną. Potrzebujemy nowej wizji odnośnie budowania modeli biznesowych związanych z wodorem, ponieważ z tym mamy problem. Brak koordynacji i współpracy na różnych szczeblach decyzyjnych powoduje, że trafne decyzje są po prostu „paraliżowane”. Obawiam się, że jako państwo nie stawiamy na wodór jako kluczowy czynnik sukcesu naszej gospodarki. Zazdroszczę moim znajomym z Niemiec, Holandii czy Finlandii, gdzie ich działania w celu promocji wodoru mają wsparcie konkretnych funduszy rządowych, gdzie funkcjonują międzyresortowe zespoły, których celem jest modyfikacja działań w zakresie legislacji i finansów tak, by rynek wodoru mógł się rozwijać. Wsparcie jakie dostają prywatni przedsiębiorcy w celu promocji technologii wodorowych pozostaje dla mnie w sferze marzeń, współpraca pomiędzy rządem, a przedsiębiorcami jest konkretna i efektywna!
Odnosząc się do drugiej części pytania to trzeba przyznać, że wodór poprzez swoją niską gęstość nie jest łatwy w transporcie. Stąd docelowo, to gazociągi będą podstawowym elementem dystrybucji wodoru, ale stanie to się po 2035 roku (projekt europejskich dystrybutorów gazu ziemnego „European Hydrogen Backbone”). Dlatego w pierwszym okresie trzeba będzie zastosować zupełnie inny sposób produkcji i dystrybucji wodoru. Jak wspomniałem jako firma, ale też jako Klaster pracujemy nad integracją lokalnych firm produkujących energię z OZE z producentami wodoru oraz z jego późniejszą dystrybucją. Promujemy także inne podejście, na wzór rozwiązań niemieckich proponujemy by operatorzy elektrolizerów byli zwolnieni z opłaty przesyłowej. Te wszystkie działania są bardzo ważne i pokazują, że rynek wodoru w Polsce musi powstać.
Jakie są koszty związane z produkcją i wykorzystaniem technologii wodorowej?
Technologie wodorowe jak również produkcja zielonego wodoru nie należy do tanich. Myśląc o kosztach powinniśmy pamiętać o korzyściach związanych z ochroną klimatu, oczywiście nie zapominając o ekonomii. W przypadku transportu publicznego nowy model biznesowy mógłby zakładać na początek zakup jednego autobusu przez samorząd lokalny. Wraz z rozwojem technologii wodorowej, wykorzystaniem systemu dopłat z UE koszt tych pojazdów będzie malał. Ponadto proponuję, aby w każdym województwie powstał jeden ośrodek do produkcji „zielonego” wodoru wraz z jego dystrybucją. Ponadto z czasem cena autobusu wodorowego będzie mniej więcej taka sama jak autobusu napędzanego silnikiem diesla, który będzie coraz droższy biorąc pod uwagę koszty związane z emisje CO2.
Jak wielokrotnie o tym wspominałem, trzeba zmienić sposób myślenia i postępowania, a to nie jest łatwe w kraju, gdzie decyzje inwestycyjne często są związane z harmonogramem wyborczym. Ciekawe, że w innych , takich jak np. Słowenia czy Estonia koszty związane z produkcją i wykorzystanie technologii wodorowej nie paraliżują decyzji prorozwojowych. Dlaczego? Bo wiedzą tam, że jest to nieuchronne i ten kto pierwszy przystosuje się do technologii wodorowej „wygra” batalię o miejsce na nowo tworzącej się gospodarczej mapie Europy.
Niedawno Japończycy uruchomili pilotażowy projekt w Australii polegający na produkcji wodoru z węgla. W Polsce węgla mamy pod dostatkiem. Co Pan sądzi o tym pomyśle?
To nie jest takie proste, wodór w tym projekcie jest wytwarzany z energii elektrycznej wyprodukowanej z węgla brunatnego z jednoczesnym wychwytem CO2. Ten projekt charakteryzuje się jeszcze innym ciekawym rozwiązaniem, bowiem wodór jest skraplany i jako ciekły transportowany drogą morska do Japonii.
Wodór z węgla jest możliwy poprzez pyrolizę węgla (zgazowanie). Tę technologię bardzo promuje Rosja, która posiada wielkie złoża tego surowca. Oczywiście znamy problemy związane z naszymi kopalniami, w tym wypadku myślę, że lepiej dać społeczeństwu na Śląsku nową wieloletnią perspektywę rozwoju dotyczącą produkcji „zielonego” wodoru. Przy obecnej presji UE w kwestii ograniczeń emisji CO nie ma co szukać innego rozwiązania. Trzeba postawić na edukację i przebranżowienie. Czytając dokumenty, regulacje, strategie, dotyczące zielonej transformacji widzimy, że potrzebnych będzie tysiące techników, specjalistów, osób z wykształceniem zawodowym do budowy i utrzymania instalacji wodorowych czy instalacji związanych z OZE. Trzeba to umiejętnie komunikować i pokazywać, że ten kierunek rozwoju jest jedynym możliwym.
Rozmawiał Jacek Szczęsny
