Europa potrzebuje nowych bezemisyjnych źródeł energii

Na razie jesteśmy na początku długiej drogi do tego idealnego wodorowego świata. Pokrywa on niespełna 2 proc. zużycia energii w Unii i bynajmniej nasz kontynent nie jest pod tym względem zacofany. Punkt startu jest nisko, poprzeczkę zawieszono wysoko, nic zatem dziwnego, że ostatnie miesiące upłynęły w Unii pod znakiem opracowywania różnego rodzaju wodorowych strategii – zarówno na szczeblu całej organizacji, jak i poszczególnych krajów.

Jeden z wątków europejskiej dyskusji dotyczy tego, na jaki wodór należy postawić w UE. Najchętniej widziany jest zielony – produkowany przy wykorzystaniu energii ze źródeł odnawialnych. Są jednak wątpliwości czy OZE zdołają zaspokoić zapotrzebowanie na energię wynikające z wodorowej rewolucji, a jednocześnie potrzeby energetyczne europejskiej gospodarki.

Dyskusja o rodzajach wodoru ma też swój podtekst ekonomiczny. Pozyskany dzięki elektrolizie z wykorzystaniem energii z OZE tzw. wodór zielony jest przy obecnych technologiach najdroższy. Kilogram kosztuje od 2,5 do 5,5 euro.

Najtańszy jest wodór szary, którego cena to ok. 1,5 euro. Jest on najbardziej szkodliwy dla środowiska. Uzyskuje się go wykorzystując węgiel i gaz ziemny. Przy wytworzeniu kilograma tego surowca do atmosfery trafia 9,3 kg CO2.

Jest jeszcze wodór niebieski, który pozyskuje się w ten sam sposób co szary, jednak CO2 jest w tym przypadku wychwytywany i składowany, poprzez co produkt staje się znacznie bardziej przyjazny środowisku niż jego szary odpowiednik. Koszt kilograma tego gazu to 2 euro.

Obecnie 96 proc. wodoru wytwarzane jest z węgla lub gazu ziemnego. W większości produktem końcowym jest wodór szary. Przestawienie całego obecnie istniejącego sektora na zieloną produkcję byłoby kolejnym ambitnym wyzwaniem (nie jedynym w kontekście Europejskiego Zielonego Ładu).

W lipcu 2020 r. Komisja Europejska przyjęła unijną strategię wodorową, której głównym celem jest rozwój rynku zielonego bezemisyjnego wodoru do 2050 r. Propozycja UE obejmuje trzy fazy. Pierwsza z nich koncentruje się na zwiększeniu produkcji dużych elektrolizerów, pozwalających uzyskiwać wodór z wody, prowadząc do dekarbonizacji procesów. Jak założono, do 2024 r. mają powstać elektrolizery o łącznej mocy co najmniej 6 GW, które będą w stanie produkować 1 mln ton zielonego wodoru rocznie (wobec ok. 80 mln ton rocznej globalnej produkcji wodoru obecnie). Druga faza strategii UE zakłada wzrost mocy elektrolizerów do 40 GW i produkcję na poziomie 10 mln ton. Komisja przewiduje w tej fazie dynamiczny rozwój infrastruktury i logistyki wodorowej. Z kolei po 2030 r. czyli w fazie trzeciej produkcja zielonego wodoru osiągnie dojrzałość. Gaz ten będzie wówczas stosowany na szeroką skalę.

W grudniu Rada Unii Europejskiej przyjęła konkluzje dotyczące tworzenia rynku wodorowego w UE, stanowiące polityczne wytyczne dla wdrażania unijnej strategii z lipca br. Mają one ujednolicić działania poszczególnych państw członkowskich, które już podjęły własne działania.

Niemcy zdecydowały się na zwiększenie udziału wodoru w programie dekarbonizacji. Ich strategia zakłada osiągnięcie zdolność produkcyjnej wodoru do 2030 r. do poziomu 5 GW, a do 2040 r. do 10 GW. Będzie to kosztowało 7 mld euro, a kolejne 2 mld euro mają być przeznaczone na współpracę z władzami landów, które najskuteczniej wdrożą ten plan.

Z kolei Holandia w swoim narodowym planie założyła wytwarzanie niebieskiego wodoru. Jednak północna część kraju zadeklarowała w swoim regionalnym planie uzyskiwanie całkowicie czystego zielonego wodoru.

Niemal wszystkie państwa członkowskie planują uwzględnić wodór w procesie dekarbonizacji. Głównym założeniem jest wykorzystanie energii odnawialnej i elektrolizy do pozyskania tego pierwiastka. Polska zapowiedziała wyraźne skupienie się na produkcji wodoru w procesie zgazowania węgla.

Z raportu think tanku Parlamentu Europejskiego wynika, że 24 państwa UE podpisały tzw. inicjatywę wodorową. Z kolei w 2020 r. Austria, Belgia, Francja, Niemcy, Luksemburg, Niderlandy i Szwajcaria opublikowały wspólną deklarację dotyczącą wodoru, w której wezwały do zwiększenia roli wodoru w osiągnięciu neutralności klimatycznej.

Państwa członkowskie UE wprawdzie stawiają na zielony wodór, przyznają jednak, że dla rozwoju rynku i zwiększania skali wykorzystania nośnika, czasowym uzupełnieniem produkcji ze źródeł odnawialnych mogą być inne niskoemisyjne sposoby wytwarzania wodoru, w tym z paliw kopalnych (głównie gazu ziemnego) z wykorzystaniem technologii wychwytywania i składowania dwutlenku węgla CCS i CCUS.

Mielibyśmy zatem podobną sytuację jak w przypadku polskiego modelu transformacji energetyki, w którym przez najbliższe dekady podstawowym paliwem ma być gaz ziemny, znacznie mniej emisyjny od węgla, jako swoisty pomost między energetyką węglową, a OZE.

Przy okazji tych dyskusji pojawia się jednak inne – z polskiego punktu widzenia – zagrożenie. Słychać bowiem głosy, że wparcie dla inwestycji wodorowych mogłyby zapewnić m.in. rewizja unijnego systemu handlu uprawnieniami do emisji ETS, co mogłoby oznaczać zwiększenie kosztów uprawnień do emisji CO2 i jeszcze mniejszą konkurencyjność polskiego przemysłu, a co za tym idzie i mniejszą zdolność do zielonej transformacji.

Komisja Europejska szacuje bowiem, że aby wodór z paliw kopalnych z wychwytywaniem dwutlenku węgla mógł konkurować z wodorem z paliw kopalnych, niezbędne byłyby ceny emisji dwutlenku węgla rzędu 55–90 euro za tonę CO2. Wskazuje jednak, że koszty produkcji szybko spadają – w ostatnich dziesięciu latach ceny elektrolizerów obniżyły się już o 60 proc., a do 2030 r. prawdopodobnie będą jeszcze dwukrotnie niższe dzięki korzyściom skali. – Oczekuje się, że w regionach, w których energia elektryczna ze źródeł odnawialnych jest tania, w 2030 r. elektrolizery będą w stanie konkurować z wodorem z paliw kopalnych – przewiduje KE.

Europa nie jest wprawdzie maruderem, jeśli chodzi o technologie wodorowe, ale nie jest także liderem, Jeżeli nie chce pozostać – mimo swoich bardzo ambitnych planów – w roli statysty w tej globalnej transformacji, musi zdobyć się na szybkie decyzje i duże inwestycje.

W programy wodorowe w ciągu 10 ostatnich lat UE zainwestowała ponad 1 mld euro. Na działania w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia na rzecz Ogniw Paliwowych i Wodoru przeznaczono kolejne 650 mln euro.

Przydałoby się też więcej pragmatycznego myślenia. Na świecie jest obecnie jedynie 5 tys. km rurociągów wodorowych. Większość zlokalizowana jest w USA (2,6 tys. km), Belgii (600 km) i Niemczech (400 km). Dla porównania światowa sieć rurociągów gazu naturalnego to 3 mln km. Dlatego – zdaniem ekspertów – wykorzystanie istniejącej sieci obsługującej przesył tradycyjnych gazów mogłoby znacznie obniżyć koszty stosowania wodoru. Tymczasem dziś niechętnie spogląda się na inwestycje w infrastrukturę związaną z paliwami kopalnymi, w tym z gazem ziemnym. Na forum UE wciąż toczy się również dyskusje, czy wodór produkowany na drodze elektrolizy z bezemisyjnych elektrowni jądrowych jest równie ekologiczny jak zielony…

Jak wynika z ubiegłorocznego raportu Esperis „Gra o wodór. Kto zdominuje rynek wodoru na świecie?”, globalna produkcja wodoru sięga w tej chwili ok. 74 mln ton rocznie, a przodują w tym Stany Zjednoczone i Unia Europejska (w tym Polska z ok. 1 mln ton).

Według prognoz zawartych w tym samym opracowaniu do 2050 r. to azjatycki rynek będzie największym na świecie, a Chiny, Japonia, Singapur i Korea Południowa będą łącznie odpowiadać za ok. dwóch trzecich globalnego zapotrzebowania i nawet do 75 proc. zużycia wodoru. UE będzie musiała więc promować nowe obszary współpracy energetycznej i poszerzać o współpracę z potencjalnymi eksporterami wodoru.

Dobra wiadomość jest taka, że jest ruch w interesie. Jak czytamy w ubiegłorocznym komunikacie KE „wiele wskaźników sygnalizuje, że zbliżamy się do przełomowego punktu. Co tydzień ogłasza się nowe plany inwestycyjne, często w skali gigawatów. W okresie od listopada 2019 r. do marca 2020 r. analitycy rynku powiększyli wykaz planowanych do 2030 r. globalnych inwestycji w elektrolizery z 3,2 GW do 8,2 GW (z czego 57 proc. w Europie).

Na wodorową rewolucję trzeba też jednak spojrzeć i z drugiej strony. Owszem, będzie ona wymagała potężnych nakładów finansowych. Według Komisji Europejskiej łączne inwestycje w wodór odnawialny w Europie mogą do 2050 r. sięgnąć 180–470 mld euro, a inwestycje w niskoemisyjny wodór z paliw kopalnych – od 3 do 18 mld euro.

Potężne pieniądze. Należy je jednak potraktować nie jak koszt, a jak inwestycję, której efektem będzie nie tylko czystsze powietrze i zdrowsze środowisko, ale powstanie nowej branży. Szacuje się, że przy wiodącej roli UE w dziedzinie technologii OZE powstanie związanego z wodorem łańcucha wartości na potrzeby wielu sektorów przemysłowych i innych zastosowań końcowych mogłoby, bezpośrednio lub pośrednio, zapewnić miejsca pracy nawet dla miliona osób. Według szacunków analityków czysty wodór mógłby zaspokoić 24 proc. światowego zapotrzebowania na energię do 2050 r., przy rocznej sprzedaży w wysokości 630 mld euro. W takim kontekście korzyści środowiskowe są czystym – nomen omen – zyskiem.

Partner dodatku