Ten tekst przeczytasz w 3 minuty
23. Lipiec 2024

Gaz ziemny i zielony wodór – wizje polskiej gospodarki

Zielony wodór rozpala wyobraźnię. Unia Europejska chciałaby, żeby zastąpił nie tylko gaz ziemny, ale i ropę. Tymczasem wielu ekspertów ostrzega, że wykorzystanie zielonego wodoru w przemyśle i do produkcji energii może być kłopotliwe. Prace nad nowymi projektami idą jednak pełną parą, także w Polsce.

W czerwcu dowiedzieliśmy się, że Orlen – w ramach programu badawczego InGrid Power to Gas – uruchomił instalację w Odolanowie, w której zostaną przetestowane nie tylko możliwości dostarczania wodoru za pomocą sieci dystrybucyjnych gazu ziemnego, ale też potencjał mieszanki obu paliw. To ciekawe rozwiązanie, ale budzi sporo obaw i nie rozwiązuje kontrowersji towarzyszących samemu zielonemu wodorowi.

Problemy z zielonym wodorem

Po pierwsze – wcale nie jest taki zielony. Przymiotnik „zielony” nadano, żeby odróżnić wodór produkowany przy użyciu energii ze źródeł odnawialnych od wodoru pozyskiwanego w wyniku innych metod. Nawet jednak jeśli w procesie elektrolizy wody nie wykorzystuje się energii elektrycznej z paliw kopalnych, to ekologiczność całego procesu może budzić wątpliwości.

Produkcja zielonego wodoru nie dość, że pochłania ogromne ilości wody (górna granica może wynieść nawet 80 litrów na 1 kilogram surowca), to jeszcze wymaga wody ultraczystej. Konieczne są specjalistyczne urządzenia uzdatniające, np. filtry odwróconej osmozy, aby finalnie otrzymać wodę o bardzo niskiej przewodności zawierającej się w przedziale 0,06–0,2 mikrosiemensa na cm [µS/cm]. Tak czysta woda nigdy nie występuje w przyrodzie. Dla porównania przewodność wody pitnej wynosi 30–800 µS/cm.

Czy produkcja zielonego wodoru będzie w Polsce możliwa?

Paliwo wodorowe trzeba przechowywać pod ciśnieniem, a sprężanie tego gazu pochłania nieporównywalnie więcej energii niż w przypadku np. LPG. W autobusach i pojazdach ciężarowych napędzanych wodorem stosuje się zwykle ciśnienie 350 barów, w samochodach osobowych 700. To ciśnienie znacznie większe niż w przypadku innych gazów, więc wymaga lepszych zabezpieczeń. Trzeba przy tym pamiętać, że – jak pokazuje badanie przeprowadzone przez Centrum Badań nad Klimatem CICERO w Oslo – wycieki zielonego wodoru potęgują efekt cieplarniany.

Po drugie – zielony wodór nie daje Polsce niezależności. Argument, że uwolni Polskę od importu, jest na ten moment chybiony. Jak wynika z raportu przygotowanego przez Orlen i S&P Global popyt na bezemisyjny wodór ma skoczyć w ciągu najbliższej dekady, ale Polska nie będzie w stanie go zaspokoić ze względu na braki w infrastrukturze OZE. Nie wywiążemy się też o własnych siłach z regulacji unijnych. Zgodnie z dyrektywą RED III w 2030 r. co najmniej 1% energii zużytej w transporcie powinno bazować na zielonym wodorze, z kolei w przemyśle minimalny poziom wykorzystania surowca ma wynieść w 2030 r. 42%, a w 2035 r. aż 60% ogólnego zużycia wodoru. Jak podaje portal Business Insider, zabraknie nam ponad 5 TWh zielonego prądu. W obliczu tzw. luki wodorowej znów będziemy musieli zwrócić się ku zagranicznym partnerom.

„Bezpieczeństwo energetyczne Polski – filary północne” – sprawdź polskie strategiczne inicjatywy

Zastosowanie wodoru i gazu ziemnego – czy to wyjście idealne?

Program Orlenu w ramach testów zakłada produkcję zielonego wodoru (wydajność 20 ton rocznie) przy użyciu energii z lokalnej farmy fotowoltaicznej o mocy prawie 0,5 MW. Zielone paliwo ma być następnie łączone z gazem ziemnym i zatłaczane do badawczej sieci dystrybucyjnej. Testy pozwolą ustalić między innymi: jak mieszanki oddziałują na infrastrukturę i urządzenia odbiorcze, jakie są optymalne, bezpieczne proporcje, jakie są techniczne możliwości przesyłu. Rezultaty mamy poznać już pod koniec tego roku.

– Wodór jest oczywiście możliwy do transportowania za pomocą gazociągów, ale już mieszanie wodoru z gazem ziemnym nastręcza sporo problemów. Po pierwsze w kwestiach technicznych: dodanie go do gazu ziemnego powoduje zmianę gęstości mieszanki, co może mieć wpływ na urządzenia redukcyjne i pomiarowe. Nie wszystkie gazociągi nadają się do transportowania wodoru z uwagi na użyte materiały i rodzaje połączeń. Znany jest problem tzw. kruchości wodorowej powodującej degradację metalowych części. Po drugie w kwestiach bezpieczeństwa: wodór charakteryzuje się znacznie wyższym poziomem wybuchowości. Mieszanina wodoru z błękitnym paliwem powiększa zakres wybuchowości takiej mieszaniny – obniża się jej dolna granica i podwyższa górna. Pojawiają się również problemy z nawanianiem gazu, gdyż nawaniacz w kontakcie z wodorem zmienia swój zapach. Po trzecie w kwestiach rozliczenia: domieszka wodoru efektywnie zmniejsza ciepło spalania mieszaniny, co doprowadza do trudności w rozliczaniu klientów. Co ważne klienci muszą również posiadać odpowiednie urządzenia odbiorcze przystosowane do spalania mieszaniny gazu ziemnego i wodoru – uwrażliwia dr Lech Wojciechowski, kierownik zespołu badań i strategii w firmie DUON.

To zielone paliwo przyszłości mamy na wyciągnięcie ręki. „Polski rynek biometanu – co nas czeka?”

Zielony wodór będzie istotny w procesie transformacji energetycznej?

Sam rozwój rynku wodoru oznacza dla Polski konieczność rozbudowy infrastruktury energetycznej i wodorowej na ogromną skalę (między innymi budowę terminali importowych, sieci wodorociągów wewnątrz kraju, magazynów energii; modernizację połączeń drogowych i kolejowych). Połączenie zielonego wodoru z gazem ziemnym nie ułatwia zadania. Bez względu na wyniki testów Orlenu naszemu rynkowi będzie potrzebne wsparcie państwa i aktualizacja krajowej strategii wodorowej z 2021 r. To ważny krok na drodze ku bezpiecznej transformacji energetycznej zgodnej z unijnymi zobowiązaniami.

Źródła:

Przeczytaj również:

Elektrownie szczytowo-pompowe w Polsce – krok ku zielonej przyszłości

Gaz kontra dyrektywa EPBD

Czy gaz ziemny ma przyszłość?

Ślad węglowy – kto go liczy, z tym się liczą

Kategorie
Dla firmy