Co da wodór polskiemu przemysłowi? - Zbigniew Kozłowski, Karol Jaworecki

• Strona główna
• Rozmowy
• Co da wodór polskiemu przemysłowi?

2022-07-13

Co jakiś czas opinię publiczną elektryzują informacje o technologiach, jakie miałyby zrewolucjonizować transformację energetyczną. Oczekiwaliśmy wielkiego przełomu, jakiego miały dokonać tzw. czyste technologie węglowe, a teraz głęboko wierzymy w możliwość zastosowania na szerszą skalę małych i mikro reaktorów jądrowych. Już od dłuższego czasu natomiast przeżywamy renesans zainteresowania wodorem. Czy wizja „rewolucji wodorowej” jest realna?

Zbigniew Kozłowski: Pomysłów na transformację energetyczną ciągle przybywa, ponieważ konieczność dokonania głębokich przeobrażeń w tym obszarze stała się dla Europy priorytetem – i to nie tylko za sprawą kryzysu na rynku surowców energetycznych narastającego już od ubiegłego roku. Europa od dłuższego czasu kroczy ścieżką mającą doprowadzić ją do neutralności klimatycznej. Osiągnięcie unijnych celów klimatycznych nie będzie możliwe bez inwestycji w źródła niskoemisyjne i zeroemisyjne. Obecnie panuje właściwie konsensus, co do tego, że dekarbonizacja gospodarki i osiągnięcie przez nią neutralności klimatycznej nie będą możliwe bez szerokiego wykorzystania technologii opartych na wodorze.

W zależności od potrzeb wodór może być wykorzystywany jako nośnik energii lub surowiec. W tym kontekście należy przede wszystkim zwrócić uwagę na szerokie możliwości zastosowania wodoru jako paliwa transportowego. W dobie dynamicznego rozwoju źródeł odnawialnych wodór ma również szansę odegrać rolę magazynu energii. Wodór jako surowiec niezbędny w niektórych gałęziach przemysłu, takich jak chemia, domyka z kolei koncepcję gospodarki zeroemisyjnej, opartej na koncepcji elektryfikacji. Wszystko pod warunkiem, że będzie to wodór wytwarzany z OZE lub atomu, lub pozyskiwany co prawda w procesach spalania paliw kopalnych, ale z wychwytywaniem lub utylizacją dwutlenku węgla.

Przewiduje się, że koszty wytwarzania wodoru – przede wszystkim z OZE – będą spadały, co pozwoli wodorowi konkurować z dotychczas dominującymi paliwami, dotkniętymi ostatnio istotnymi wzrostami cen. Chociaż, jak podaje Międzynarodowa Agencja Energii, w połowie 2021 r. łączna moc istniejących na świecie elektrolizerów do produkcji wodoru wynosiła zaledwie około 300 MW, to branża ta rozwija się niezwykle dynamicznie i wedle szacunków opartych na realizowanych obecnie projektach, do końca 2030 r. moc elektrolizerów wyniesie 54 GW. Kolejne 35 GW jest na wczesnym etapie rozwoju.

Wodór to też jeden z kluczowych elementów Europejskiego Zielonego Ładu. Unia Europejska zamierza przeznaczyć nawet 470 mld euro z różnych źródeł finansowania na realizację projektów wodorowych. Potwierdzeniem, że Unia traktuje poważnie potencjał wodorowy jest przyjęcie przez Komisję Europejską Strategii w zakresie wodoru na rzecz Europy neutralnej dla klimatu, która ma wspierać rozwój rynku wodoru w Europie. W opublikowanym po inwazji Rosji na Ukrainę planie REPowerEU Komisja Europejska przedstawiła jeszcze ambitniejsze plany dotyczące zielonego wodoru – obecnie zakładają one wytwarzanie w Unii 10 mln ton wodoru, w porównaniu do 5,6 milionów ton zakładanych w pakiecie Fit for 55.

Inwestycje w wodór są już teraz ważnym elementem strategii przedsiębiorstw na całym świecie, w tym w Polsce – swoje plany i strategie wodorowe ogłosiły m.in. PKN Orlen, Lotos, PGNiG czy Grupa Azoty. Zarówno uczestnicy rynku, jak i rządzący zdają sobie sprawę, że technologie wodorowe znacząco wpłyną na przyszłości energetyki, przemysłu i transportu.

Jeśli dzisiejsze plany się spełnią, to do 2050 roku wodór będzie w pełni zeroemisyjnym, ogólnodostępnym nośnikiem energii i surowcem w UE. Jak duża transformacja jest wymagana, aby te prognozy weszły w życie?

Karol Jaworecki: W rewolucji wodorowej nie chodzi jedynie o deklaracje, czy o przygotowanie dokumentów programowych, a o konkretne działania, a rozpowszechnienie wodoru w gospodarce wymaga takich działań na wielu płaszczyznach. Wyzwania w tym zakresie stoją zarówno przed regulatorami, jak i uczestnikami rynku, instytucjami finansującymi, czy ośrodkami badawczymi. Wykorzystanie ogromnego potencjału wodoru wymaga nie tylko stworzenia ram instytucjonalnych, ale wykształcenia dojrzałych i opłacalnych komercyjnie technologii oraz infrastruktury.

Dzisiaj wodór wykorzystywany jest przede wszystkim w przemyśle – głównie w rafinacji ropy naftowej, produkcji amoniaku i metanolu oraz produkcji stali. W dłuższej perspektywie istnieje przestrzeń dla wykorzystania wodoru w sektorze energetyki, budownictwa, ciepłownictwa i transportu. Niektórzy producenci samochodów już teraz rozwijają modele napędzane wodorem, które stanowią alternatywę dla pojazdów elektrycznych opartych na bateriach. Wodór może być z powodzeniem wykorzystywany w lotnictwie i żegludze. Ma on także potencjał przy ogrzewaniu budynków – zwłaszcza w gęstej zabudowie miejskiej, gdzie mógłby być wykorzystywany po zmieszaniu z gazem ziemnym. Po udoskonaleniu technologii wodór może zostać wykorzystany bezpośrednio w kotłach wodorowych.

Wreszcie wodór może być stosowany w turbinach gazowych lub ogniwach paliwowych, a także pełnić rolę magazynu energii, który zabezpieczać będzie stabilność systemu elektroenergetycznego wykorzystującego OZE. Rozwój gospodarki wodorowej wymaga przy tym budowy zeroemisyjnych źródeł wytwarzania energii oraz infrastruktury do transportu, przesyłu i magazynowania. Procesy te przebiegać będą równolegle do dekarbonizacji i wycofywania z pracy jednostek opartych na spalaniu paliw kopalnych.

Jakie miejsce zajmie Polska w nadchodzącej rewolucji wodorowej? Jesteśmy do niej dobrze przygotowani?

Zbigniew Kozłowski: Polski rząd podjął już działania programujące rozwój rynku wodoru w kraju, co daje nam dobrą pozycję startową, jeśli chodzi o wodorową rewolucję. W listopadzie 2021 r. przyjęto Polską Strategię Wodorową do 2030 r. z perspektywą do 2040 r. Jest to dokument strategiczny, który identyfikuje obszary z potencjałem rozwojowym oraz określa środki stymulujące rozwój sektora wodorowego. Strategia stawia konkretne cele związane z gospodarką wodorową w Polsce w energetyce, ciepłownictwie, transporcie, przemyśle, przesyle i dystrybucji oraz magazynowaniu.

Powstanie i rozwój rynku wodoru w Polsce nie będą możliwe bez stworzenia właściwego otoczenia regulacyjnego oraz stabilnych instrumentów wsparcia. Planuje się, że wsparcie obejmie wyłącznie wodór nisko- i zeroemisyjny. Uzyskanie wsparcia dla produkcji wodoru z paliw kopalnych będzie możliwe wyłącznie pod warunkiem zastosowania technologii wychwytywania dwutlenku węgla. Przewiduje się, że w polskich warunkach produkcja odnawialnego wodoru osiągnie rentowność najprędzej przy wykorzystaniu energii elektrycznej z morskich farm wiatrowych. Trudno w ogóle wyobrazić sobie powodzenie rewolucji wodorowej bez rozwoju OZE – kluczowy staje się w tym kontekście nie tylko rozwój farm wiatrowych na Bałtyku, ale także odblokowanie potencjału lądowej energetyki wiatrowej.

Rzecz jasna, w ślad za dokumentami programowymi muszą podążać działania legislacyjne. Stosowne ramy regulacyjne muszą usunąć bariery rozwoju rynku wodoru i zachęcić do stopniowego zwiększania wykorzystania OZE na potrzeby elektrolizy. Na zmiany legislacyjne patrzeć trzeba w sposób horyzontalny – istnieje tak wiele obszarów wymagających interwencji ustawodawcy, że rząd słusznie zidentyfikował potrzebę uchwalenia zupełnie nowego aktu prawnego, który ureguluje kompleksowo rynek wodoru – swoistego prawa wodorowego. Prace nad nowym prawem już się toczą i zgodnie z zapowiedziami przedstawicieli rządu nowe przepisy miałyby trafić pod obrady parlamentu jeszcze w tym roku.

Oprócz działań programowych i legislacyjnych podejmowane są działania aktywizujące stronę publiczną i sektor prywatny. W październiku 2021 r. podpisano Porozumienie sektorowe na rzecz rozwoju gospodarki wodorowej. Polska jest pierwszym krajem w Unii Europejskiej z takim porozumieniem, do którego dotychczas dołączyło niemal 200 podmiotów. Porozumienie daje duże nadzieje na maksymalizację polskiego wkładu w rozwój sektora wodorowego, m.in. poprzez wspieranie badań i rozwoju oraz inwestycji.

Powstają już pierwsze „doliny wodorowe”. Mają one tworzyć lokalne ekosystemy pozwalające na budowę łańcuchów wartości związanych z gospodarką wodorową i skrócenie odległości pomiędzy centrami podaży i popytu. Są to m.in. Dolina Podkarpacka, Dolnośląska, czy powołana niedawno Mazowiecka Dolina Wodorowa.

Co powinno być polskim celem, jeśli chodzi o rozwijanie rynku wodoru? Mamy szansę stać się na przykład centrum europejskiej produkcji zielonego wodoru, skoro już dzisiaj jesteśmy trzecim największym europejskim producentem konwencjonalnego wodoru?

Karol Jaworecki: Polska jest trzecim, co do wielkości producentem wodoru w Europie, za Niemcami i Holandią, i piątym na świecie. Rocznie produkujemy około 1,3 mln ton wodoru, co stanowi około 10-15% produkcji europejskiej. Produkowany w Polsce wodór jest zasadniczo wytwarzany z paliw kopalnych, podobnie zresztą jak znakomita większość wodoru produkowanego obecnie na świecie. Równocześnie polski wodór to wodór technologiczny – wytwarzany i zużywany w procesach przemysłowych przez jego producentów, z których największym w Polsce jest Grupa Azoty.

Zarówno plany przedstawione w Polskiej Strategii Wodorowej, jak i sygnały płynące ze strony polskich producentów wodoru wyraźnie wskazują, że istnieje potencjał w zakresie zwiększenia polskiej produkcji wodoru nisko- i zeroemisyjnego. Cały świat znajduje się obecnie na początku drogi do gospodarki wodorowej, dlatego też Polska ma wielką szansę na uzyskanie statusu jednego z liderów w tym obszarze.

Już teraz znaczna część planowanych w Polsce inwestycji wodorowych to inwestycje niskoemisyjne, wychwytujące dwutlenek węgla i ograniczające produkcję gazów cieplarnianych. Dla przykładu strategia wodorowa PKN Orlen zakłada, że w 2030 r. relacja konwencjonalnego wodoru do wodoru nisko- i zeroemisyjnego będzie wynosić 50-50. Niemniej ważne jest także podjęcie inwestycji w zeroemisyjny wodór – wspomniany PKN Orlen planuje do jego produkcji wykorzystać energię elektryczną z morskich farm wiatrowych. Ostatnio dużym zainteresowaniem cieszy się również potencjał produkcji wodoru w oparciu o energetykę jądrową.

Oprócz dynamicznego rozwoju źródeł nisko- i zeroemisyjnych do produkcji wodoru, wymagane są także pilne działania w obszarach magazynowania, transportu i przesyłu. Polska powinna także stawiać na badania i rozwój w obszarze technologii wodorowych, w tym na wsparcie polskich uczelni i instytutów badawczych. Polska ma potencjał intelektualny i rozwojowy, aby zapewnić innowacje w tym obszarze, wymagane są jednak środki stymulujące badania.

Czego najbardziej potrzebuje nasza gospodarka, aby zielony wodór faktycznie stał się dla niej kluczowym surowcem w perspektywie kolejnych lat?

Karol Jaworecki: Obecnie koszty produkcji zielonego wodoru są wysokie, co najmniej dwukrotnie wyższe niż koszty produkcji wodoru szarego w procesie reformingu parowego węglowodorów. Jednak w dłuższej perspektywie, ceny zielonego wodoru będą spadać, zaś koszty związane z emisją dwutlenku węgla będą nadal rosnąć. Wydaje się, że od tego trendu nie ma odwrotu, biorąc pod uwagę założenia unijnej polityki klimatycznej. Przewagę w sektorze zielonego wodoru zdobędą te państwa, które opanują cały łańcuch wartości w gospodarce wodorowej i będą kreować nowe rozwiązania technologiczne. Należy połączyć najefektywniejsze metody wytwarzania zielonego wodoru z tymi sektorami gospodarki, gdzie będzie największy popyt, dbając przy tym szczególnie o sposoby przesyłu i magazynowania wodoru. Jedną z kluczowych kwestii jest oczywiście wsparcie procesu rozwoju OZE i odpowiedni jego udział w łańcuchu wartości.

W jakich obszarach gospodarki wykorzystanie wodoru powinno stać się w Polsce sprawą pierwszoplanową? Innymi słowy, w jakich obszarach posiadamy największe potrzeby?

Zbigniew Kozłowski: Moim zdaniem, w pierwszej kolejności powinniśmy skoncentrować nasze działania na przemyśle i transporcie. W przemyśle wodór jest przede wszystkim wykorzystywany jako surowiec, niezbędny w procesach produkcyjnych. Aby osiągnąć cele klimatyczne, należy ten surowiec wytwarzać przy jak najmniejszej lub zerowej emisji dwutlenku węgla. To z kolei wymaga stymulacji rozwoju adekwatnych źródeł energetycznych – OZE i małej energetyki jądrowej – SMR. Zastosowanie wodoru w niektórych gałęziach przemysłu pomoże także domknąć gospodarkę zeroemisyjną opartą o koncepcję elektryfikacji. Nie w każdym bowiem przypadku energia elektryczna jest w stanie bezpośrednio wypełnić potrzeby przemysłu. Najlepszym przykładem jest produkcja stali, gdzie wodór mógłby zastąpić węgiel koksujący. Pierwsza partia bezemisyjnej stali została już wyprodukowana w ten sposób, ale zdaniem przedstawicieli sektora hutniczego produkcja stali z wykorzystaniem wodoru na skalę przemysłową może ruszyć najwcześniej w 2025 roku.

Wykorzystanie wodoru będzie miało pierwszoplanowe znaczenie również w transporcie, zarówno drogowym, lotniczym, kolejowym, jak i morskim. Transport jest obecnie jednym z większych źródeł emisji dwutlenku węgla, i w związku z tym potencjał redukcyjny jest w nim bardzo duży. Mowa tutaj nie tylko o samochodach elektrycznych, gdzie wodór zasila ogniwa paliwowe, ale także o silnikach spalinowych napędzanych wodorem, nad którymi pracuje np. Toyota. Co więcej, budowa stacji tankowania wodoru w porównaniu do stacji ładowania baterii nie napotyka na ograniczenia związane z niewydolnością lokalnych sieci elektroenergetycznych.  

Co jest na dzisiaj największą trudnością i największym wsparciem dla rozwoju rynku wodoru?

Zbigniew Kozłowski: Jedną z największych barier dla rozwoju rynku wodoru jest brak regulacji prawnych, które kształtowałyby ramy regulacyjne i instytucjonalne funkcjonowania wodoru w gospodarce. Obok braku przepisów, barierą rozwojową dla wodoru są wysokie koszty i niski poziom komercjalizacji istniejących technologii. Brakuje chociażby systemowych rozwiązań, które byłyby przeznaczone zagospodarowaniu nadmiarowej energii z OZE w procesie elektrolizy.

Zachętą dla inwestycji w technologie wodorowe jest mnogość zastosowań wodoru w różnych sektorach gospodarki. Wydaje się, że na obecnym etapie biznes dostrzega ten potencjał, ale inicjatywa jest po stronie władz publicznych. Bez skonstruowania przejrzystych i przyjaznych regulacji oraz systemu wsparcia stojąca przed Polską szansa na budowę gospodarki wodorowej nie zostanie wykorzystana.

wodórprzemysł chemicznyenergetykakancelaria prawna Kozłowski Tomasik Oszczak