Jakiej infrastruktury będzie potrzebowała gospodarka wodorowa do 2050 roku?

• Strona główna
• Artykuły
• Jakiej infrastruktury będzie potrzebowała gospodarka wodorowa do 2050 roku?

2024-09-25

Badacze przyjrzeli się zapotrzebowaniu na wodór ze strony przemysłu, gospodarstw domowych i sektora transportu. Po 2030 roku spodziewają się znacznych obniżek kosztów dla zielonych nośników energii. Jednak oczekiwane obniżki kosztów nie będą prowadziły do ekonomicznej produkcji ciepła przy różnych poziomach temperatur i zastosowaniach (ciepło niskotemperaturowe, ogrzewanie i procesy). W raporcie ustalono minimalne zapotrzebowanie na wodór gazowy, wynoszące do 2015 r. dla europy 700 TWh. Wodór będzie korzystny dla wdrożenia transformacji energetycznej tylko wtedy, gdy dostępność czasowa i przestrzenna będzie odpowiadać odpowiednim potrzebom. Wodór jest zatem potrzebny przede wszystkim do zastosowań w zakresie ciepła procesowego o wysokiej temperaturze i dużej intensywności energii lub jako surowiec w przemyśle oraz do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła sieciowego.

W sektorze przemysłowym to produkcja stali i związane z nią zastosowania ogrzewania procesowego o wysokiej temperaturze przyczyniają się do zapotrzebowania na wodór wynoszącego od 200 do 300 TWh. Jest tak, gdyż przemysł stalowy wymaga dużych ilości neutralnego dla klimatu wodoru, ale może również działać elastycznie przy użyciu mieszanki wodoru i gazu ziemnego.

Także jednak przemysł chemiczny będzie wymagał dużych ilości wodoru w ramach produkcji m.in. zielonego amoniaku i innych chemikaliów. Tym samym będzie jednym z dwóch motorów napędowych dla rozwoju europejskiej infrastruktury wodorowej. Nie jest jednak pewne, czy cały łańcuch wartości od energii słonecznej i wiatrowej do produkcji wodoru i produkcji różnych chemikaliów może zostać zrealizowany w Europie. Import produktów pośrednich, takich jak zielony metanol lub amoniak, może zmniejszyć popyt na wodór w sektorze przemysłowym w Europie.

Jeszcze jednym istotnym konsumentem wodoru będzie sektor transportu. Międzynarodowe lotnictwo i żegluga są uzależnione od paliw syntetycznych opartych na wodorze. Generuje to całkowite zapotrzebowanie na wodór wynoszące 450 TWh na paliwa ekologiczne w 2050 r. Główną niepewnością w sektorze transportu jest konkurencja między bezpośrednią elektryfikacją a wodorem w ciężarówkach dalekobieżnych. Różne scenariusze pokazują dodatkowe zapotrzebowanie sięgające 380 TWh w 2050 r., kiedy to 40% ciężarówek dalekobieżnych będzie napędzanych ogniwami paliwowymi.

Przyszła wielkoskalowa produkcja wodoru w Europie zależy - według badaczy - od tego, czy ambitne cele dotyczące rozbudowy europejskich elektrowni wiatrowych i słonecznych zostaną osiągnięte.

- Rola elektrolizy w sprzęganiu sektorów ma się znacząco rozwinąć w trakcie budowy rynku. Po pierwsze, elektrolizery zostaną zintegrowane w klastry, aby zapewnić bezpieczne i ciągłe dostawy wodoru do zastosowań przemysłowych. Po ustanowieniu infrastruktury wodorowej elektrolizery mogą zasilać sieć, zapewniając jednocześnie elastyczność sieci elektroenergetycznej. Pozwoli to operatorom sieci na używanie elektrolizerów w celu zmniejszenia potrzeby rozbudowy sieci energetycznej, a tym samym redukcji kosztów. Należy zauważyć, że szczególnie na wczesnym etapie rozkręcania rynku może nie być wystarczającej ilości zielonego wodoru, aby zaspokoić istniejący wtedy popyt. W tej fazie alternatywy to niebieski wodór musiałyby zaspokoić istniejący popyt - mówi Florian Ausfelder, szef ds. energii i klimatu w DECHEMA.

- Bezpieczeństwo dostaw i transformacja w kierunku gospodarki wodorowej zależą również od wdrożenia odpowiedniej infrastruktury transportu i magazynowania wodoru. Wyniki modelowania pokazują, że odpowiednia sieć szkieletowa wodoru umożliwi zaspokajanie zapotrzebowania na wodór przy minimalnych ogólnych kosztach systemu. Sieć szkieletowa mogłaby połączyć potencjalnych producentów energii odnawialnej, zwłaszcza w Europie Północnej i Południowej, z podziemnymi miejscami magazynowania i przemysłowymi centrami popytu w Europie Środkowej - dodaje Tobias Fleiter, współautor raportu opublikowanego przez stowarzyszenie DECHEMA.

- Ponowne wykorzystanie gazociągów odgrywa kluczową rolę w transformacji niemieckiego i europejskiego systemu energetycznego. Wyniki badań potwierdzają, że takie ponowne wykorzystanie może zaspokoić wymagania dotyczące dostaw w różnych scenariuszach. Import z krajów spoza UE wydaje się najbardziej konkurencyjny, jeśli jest połączony z rurociągami. Import rurociągami może odbywać się przez region Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej. Oczekuje się, że import pochodnych wodoru i produktów pośrednich, takich jak amoniak będzie tańszy niż ich produkcja w Europie - przekonuje Yen Förster, inny współautor raportu DECHEMA.

wodórprzemysł chemicznyDECHEMA