Jaką infrastrukturę będzie potrzebowała gospodarka wodorowa do 2050 roku?

• Strona główna
• Artykuły
• Jaką infrastrukturę będzie potrzebowała gospodarka wodorowa do 2050 roku?

2025-08-07

Badacze przeanalizowali zapotrzebowanie ze strony przemysłu, gospodarstw domowych i sektora transportowego. Po 2030 roku oczekują znaczących obniżek kosztów zielonych nośników energii. Jednak przewidywane obniżki kosztów nie prowadzą do ekonomicznej produkcji ciepła na różnych poziomach temperatur i zastosowań (ciepło niskotemperaturowe, ogrzewanie i procesy). Ogółem badacze ustalili minimalne zapotrzebowanie na 700 TWh gazowego wodoru dla Unii Europejskiej i Wielkiej Brytanii w 2050 roku. Wodór będzie korzystny dla realizacji transformacji energetycznej tylko wtedy, gdy jego dostępność czasowa i przestrzenna będzie odpowiadała potrzebom. Dlatego wodór jest potrzebny głównie do wysokotemperaturowych i energochłonnych zastosowań procesowych w przemyśle, jako surowiec w przemyśle oraz do centralnego wytwarzania energii i ogrzewania dzielnicowego.

W sektorze przemysłowym to głównie produkcja stali i związane z nią wysokotemperaturowe procesy grzewcze generują zapotrzebowanie na wodór w wysokości 200–300 TWh. Zaletą jest to, że przemysł stalowy wymaga dużych ilości neutralnego dla klimatu wodoru, ale może działać elastycznie, korzystając z mieszanki wodoru i gazu ziemnego, co pozwala na bardziej płynną transformację.

Przemysł chemiczny również może być głównym czynnikiem wpływającym na skalę europejskiej infrastruktury wodorowej. Produkcja zielonego amoniaku lub chemikaliów o wysokiej wartości wymaga dużych ilości wodoru.

- Nie jest jednak pewne, czy pełny łańcuch wartości – od energii słonecznej i wiatrowej, przez produkcję wodoru, po wytwarzanie różnych chemikaliów – może być realizowany w Europie. Import produktów pośrednich, takich jak zielony metanol czy amoniak, mógłby zmniejszyć zapotrzebowanie na wodór w sektorze przemysłowym w Europie - powiedział Mario Ragwitz, dyrektor instytutu Fraunhofer IEG.

Drugim największym konsumentem wodoru jest sektor transportowy. Międzynarodowe lotnictwo i żegluga są zależne od synpaliw opartych na wodorze. Generuje to całkowite zapotrzebowanie na wodór w wysokości 450 TWh dla zielonych paliw w 2050 roku. Główną niepewnością w sektorze transportowym jest konkurencja między bezpośrednią elektryfikacją a wodorem w ciężarówkach dalekobieżnych. Różne scenariusze pokazują dodatkowe zapotrzebowanie do 380 TWh w 2050 roku, gdy 40% ciężarówek dalekobieżnych jest napędzanych ogniwami paliwowymi.

Produkcja wodoru w Europie zależy – według badaczy – od tego, czy ambitne cele rozbudowy europejskich elektrowni wiatrowych i słonecznych zostaną osiągnięte.

Rola elektrolizy w sprzęganiu sektorów znacząco się rozwinie podczas fazy rozruchu rynku. Najpierw elektrolizery będą integrowane w klastry, aby zapewnić bezpieczne i ciągłe dostawy wodoru dla przemysłu. Gdy infrastruktura wodorowa zostanie ustanowiona, elektrolizery będą mogły dostarczać energię do sieci, zapewniając elastyczność w systemie elektroenergetycznym: pozwala to operatorom sieci wykorzystać elektrolizery do zmniejszenia potrzeby rozbudowy sieci energetycznej, a tym samym kosztów. Należy zauważyć, że szczególnie w początkowej fazie rozruchu rynku może brakować zielonego wodoru, aby zaspokoić popyt. W tym okresie alternatywy, takie jak niebieski wodór, musiałyby zaspokoić istniejące zapotrzebowanie.

Bezpieczeństwo dostaw i transformacja w gospodarkę wodorową zależą również od rozwoju odpowiedniej infrastruktury transportowej i magazynowej dla wodoru. Wyniki modelowania pokazują, że odpowiednio zaprojektowana sieć wodorowa umożliwia zaspokojenie popytu na wodór przy minimalnych kosztach systemu. Sieć wodorowa mogłaby połączyć potencjalnych producentów energii odnawialnej, szczególnie w Europie Północnej i Południowej, z podziemnymi magazynami i centrami popytu przemysłowego w Europie Środkowej.

- Przekształcenie rurociągów gazu ziemnego odgrywa kluczową rolę w transformacji niemieckiego i europejskiego systemu energetycznego. Wyniki badań potwierdzają, że to przekształcenie może zaspokoić wymagania dostaw różnych scenariuszy. Import z krajów spoza UE wydaje się najbardziej konkurencyjny, jeśli jest związany z rurociągami. Import związany z rurociągami może pochodzić z regionu MENA (Bliski Wschód i Afryka Północna). Import pochodnych wodoru lub produktów pośrednich, takich jak amoniak czy gąbczaste żelazo, jest oczekiwany jako tańszy niż ich produkcja w Europie - komentuje My Yen Förster z DECHEMA.

DECHEMAwodór