Elektrolizery w Polsce

10/12/2021

Aktualizacja 14/12/2021

Różne kolory wodoru. Autorem grafiki jest Waldemar Ostrowski z Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu. Źródło: Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla

Projekt „Polska strategia wodorowa” przewiduje, że moc elektrolizerów w Polsce sięgnie nawet 2 GW do 2030 roku. Ten scenariusz wydaje się być szczególnie ambitny w sytuacji najbardziej oczekiwanego przypadku, jakim jest produkcja tzw. „zielonego wodoru” w instalacjach OZE. Jednocześnie, zgodnie ze stanowiskiem Międzynarodowej Agencji Energii przedstawionym w raporcie pt. „Globalny przegląd wodoru”, moc globalna elektrolizerów w tym czasie wyniesie minimum 54 GW.

Polska strategia wodorowa

W Ministerstwie Klimatu opracowywano strategię wodorową dla Polski. Następnie przekazano ją do konsultacji społecznych, a potem przyjęto przez rząd.

Uchwała w sprawie strategii

Rząd przyjął „Polską strategię wodorową” 2 listopada 2021 roku. Jednocześnie Ministerstwo Klimatu i Środowiska zapewniło, że inwestycje w rozwój technologii wodorowych pozwolą obniżyć emisyjność niektórych segmentów gospodarki. Zwłaszcza tych, w których dekarbonizacja nie jest uzasadniona ekonomicznie lub nie jest możliwa do osiągnięcia poprzez elektryfikację.

Założenia „Polskiej strategii wodorowej”

Projekt określa aktualny stan rynku wodoru, przedstawia podstawowe przeszkody technologiczne i biznesowe oraz wytycza kierunki, w których powinien rozwijać się rynek. Tak, aby mógł w kolejnej dekadzie funkcjonować w skali pozwalającej konkurować z paliwami konwencjonalnymi.
Biuletyn Informacji Publicznej Ministerstwa Klimatu i Środowiska

„Polska strategia wodorowa do roku 2030 z perspektywą do 2040 roku” jest zatem dokumentem strategicznym. Doskonale wpisuje się w globalne, europejskie i krajowe działania wspierające gospodarkę niskoemisyjną. Jego zawartość zwraca uwagę na cele rozwoju gospodarki wodorowej w Polsce i niezbędne do ich osiągnięcia kierunki działań.

Dodatkowo na stronie rządowej czytamy:

Dokument przewiduje opracowanie programów wsparcia budowy gospodarki wodorowej, przy czym pomoc ta obejmie wyłącznie wodór niskoemisyjny, tj. ze źródeł odnawialnych oraz powstały przy wykorzystaniu technologii bezemisyjnych. Uzyskanie wsparcia dla produkcji wodoru z paliw kopalnych możliwe będzie wyłącznie pod warunkiem zastosowania technologii wychwytywania dwutlenku węgla (np. CCS/CCU).
Ministerstwo Klimatu i Środowiska, Serwis Rzeczypospolitej Polskiej

Cele polskiej strategii wodorowej

W projekcie wskazano 6 ważnych celów:

wdrożenie technologii wodorowych w energetyce,
wykorzystanie wodoru jako paliwa alternatywnego w transporcie,
wsparcie dekarbonizacji przemysłu,
produkcja wodoru w nowych instalacjach,
sprawna i bezpieczna dystrybucja wodoru,
stworzenie stabilnego otoczenia regulacyjnego.

Ponadto strategia uwzględnia łącznie 40 działań zmierzających do realizacji wymienionych celów. Działania te dążą do wykorzystania polskiego potencjału technologicznego, naukowego i badawczego w zakresie nowoczesnych technologii wodorowych i powstania polskiej gałęzi gospodarki wodorowej.

Biorąc pod uwagę duży potencjał krajowej produkcji wodoru z lokalnych surowców, rola technologii wodorowych pozytywnie wpływających na środowisko będzie kluczowa w przyszłości. Do najważniejszych czynników środowiskowych należy: nisko- lub zeroemisyjność technologii wodorowych oraz bezpieczeństwo technologii i infrastruktury wodorowej wraz z minimalnym oddziaływaniem na lokalne środowisko naturalne.
Ministerstwo Klimatu i Środowiska, Serwis Rzeczypospolitej Polskiej

Wskaźnikami osiągnięcia wyznaczonych celów w 2030 roku będą:

800-1000 nowych autobusów wodorowych (w tym wyprodukowanych w Polsce),
minimum 5 tzw. „dolin wodorowych” (regionów produkcji wodoru),
co najmniej 32 stacje tankowania i bunkrowania wodoru,
2 GW mocy instalacji do produkcji wodoru i jego pochodnych z niskoemisyjnych źródeł, procesów i technologii, w tym w szczególności instalacji elektrolizerów.

Niewystarczające cele rozwoju OZE

Prognozowany przez MAE koszt produkcji wodoru wykorzystującej odnawialne źródła energii w 2030 roku. Źródło: Międzynarodowa Agencja Energii

Już w lutym 2021 roku Forum Energii zauważyło, że zainstalowanie elektrolizerów o mocy 2 GW do 2030 roku mogłoby pozwolić produkować około 200 tys. ton wodoru rocznie. Jednak jest to trudne do spełnienia.

Do wyprodukowania takiej ilości [200 tys. ton] zielonego wodoru będzie potrzebnych ok. 9,4 TWh energii elektrycznej z OZE. W KPEiK [Krajowym planie na rzecz energii i klimatu] prognozuje się, że w roku 2030 całkowita produkcja energii elektrycznej wyniesie 200 TWh (w PEP2040 jest to 181 TWh). Dodatkowe zapotrzebowanie z samych źródeł odnawialnych będzie stanowić więc aż ok. 5% całkowitej prognozowanej wytworzonej energii elektrycznej.
Forum Energii

Oznacza to, że obecne cele rozwoju związane z odnawialnymi źródłami energii nie są wystarczające, aby zapewnić rozwój zielonego wodoru. Pewnym rodzajem rozwiązania może być liberalizacja tzw. „ustawy odległościowej”, która utrudnia budowę farm wiatrowych i stanowi przeszkodę dla kontynuacji rozwoju fotowoltaiki.

Przygląda się tej możliwości m.in. redakcja portalu Wysokie Napięcie: Choć w odniesieniu do pierwszego przypadku projekt zmiany ustawy ukazał się w maju br., to jednak od tego czasu nic się nie wydarzyło. Z kolei jeśli chodzi o fotowoltaikę to zatwierdzono zmiany w rozliczaniu energii od 1 kwietnia 2022 roku. I trzeba dodać, że te zmiany są niekorzystne dla prosumentów.

Polska wysoko w rankingach wodoru

Polska zajmuje wysokie, bo trzecie miejsce w Europie według rankingu badającego zdolności produkcyjne wodoru w krajach europejskich.

Całkowita zdolność produkcyjna wodoru według krajów (+ struktura konwencjonalnych mocy produkcyjnych wodoru w poszczególnych krajach według rodzaju). Źródło: Hydrogen Europe, CLEAN HYDROGEN MONITOR 2021

Przy okazji warto dodać, że również w rankingu globalnym Polska znajduje się bardzo wysoko – aktualnie na piątej pozycji. Ponadto z zamieszczonego powyżej wykresu wynika, że Polska produkuje blisko milion ton wodoru rocznie.

Polska jest aktywnie zaangażowana w proces tworzenia łańcucha wartości niskoemisyjnych technologii wodorowych. Jesteśmy piątym na świecie i trzecim w Unii Europejskiej producentem wodoru. To zarówno wyzwanie związane z dekarbonizacją tej produkcji, jak i szansa rozwojowa.
Michał Kurtyka, Minister Klimatu i Środowiska

Jednak wodór produkowany w Polsce nie jest w pełni „zielony”. Autorzy polskiej strategii wodorowej zauważają, że „jest on wytwarzany głównie przez rafinerie oraz zakłady chemiczne i wykorzystywany w procesach rafinacji i produkcji nawozów mineralnych oraz chemikaliów”.

Całkowite zapotrzebowanie na wodór w 2019 roku według sektorów. Źródło: Hydrogen Europe, CLEAN HYDROGEN MONITOR 2021

Produkcja wodoru w Polsce odbywa się głównie poprzez wykorzystanie paliw kopalnych. Najczęściej powstaje on z gazu ziemnego w procesach reformingu parowego lub – w dużo mniejszym zakresie – z węgla w procesach termicznego przekształcania węgla. Według szacunków właśnie z tego źródła może pochodzić nawet 76% globalnego wodoru, co wiąże się z większą emisją CO2.

Dla nikogo raczej nie jest tajemnicą, że powodzenie polskiej strategii wodorowej w głównej mierze zależy od tego, kiedy wreszcie zaczniemy sięgać po zielony wodór.
Marcin Lewenstein, dyrektor innowacji w EIT InnoEnergy

#Polska znajduje się w czołówce państw produkujących “szary” #wodór. Rząd pracuje nad strategią, która ma pomóc uzyskać konkurencyjność na rynku w nowej dziedzinie produkcji energii i zapewnić sukces także w produkcji wodoru zeroemisyjnego. @PIE_NET_PL ➡️ https://t.co/uzkEX5t8d3 pic.twitter.com/I631E0g1za
— eNewsroom (@eNewsroom) January 22, 2021

Najwięksi polscy producenci wodoru

Liderem w produkcji wodoru w Polsce jest Grupa Azoty, która w ciągu roku wytwarza ok. 420 tys. ton wodoru. Taka ilość przekłada się z kolei na udział w rynku wynoszący ok. 42%. Inni wielcy polscy producenci to PKN Orlen i Grupa Lotos (po 145 tys. ton; 14%) oraz Jastrzębska Spółka Węglowa (75 tys. ton; 7%). Podane spółki wykorzystują wodór w zakładach chemicznych i rafineriach, przeważnie na własne potrzeby.

Projekty wodorowe na polskim rynku. Źródło: Raport 300GOSPODARKA, „Wodorowa alternatywa”

Porozumienie sektorowe a gospodarka wodorowa

Polska jako pierwszy kraj w Unii Europejskiej, po ogłoszeniu w lipcu 2020 roku przez Komisję Europejską „Strategii Wodorowej dla neutralnie klimatycznie Europy”, zawarła porozumienie sektorowe. Miało to miejsce w połowie października 2021 roku. „Porozumienie sektorowe na rzecz rozwoju gospodarki wodorowej w Polsce” podpisało łącznie 138 podmiotów. Byli to przedstawiciele administracji rządowej, środowiska przedsiębiorców i nauki oraz jednostek otoczenia biznesu.

Z treści porozumienia wynika, że polski wkład w łańcuchu realizacji zamówień na potrzeby gospodarki wodorowej wyniesie nie mniej niż 50% w 2030 roku. Oszacowano, że wartość dodana dla polskiej gospodarki związana z tym wskaźnikiem wyniesie od 343 do 870 milionów euro.

W porozumieniu ujęte zostały propozycje działań skoncentrowanych na budowie rynku od strony popytowej oraz stworzenia odpowiednich regulacji prawnych i otoczenia instytucjonalnego. (…) porozumienie sektorowe wpisuje się politykę Unii Europejskiej w obszarze gospodarki wodorowej.
Ireneusz Zyska, pełnomocnik rządu ds. OZE

W związku z powyższym oczekuje się pozytywnego wpływu porozumienia sektorowego na budowę elektrolizerów. Według unijnej strategii wodorowej około 280 przedsiębiorstw w Unii Europejskiej prowadzi działalność w zakresie produkcji i łańcucha dostaw elektrolizerów. Ponadto w wykazie projektów zaplanowano budowę elektrolizerów o mocy ponad 1 GW. Natomiast na chwilę obecną całkowita europejska zdolność produkcyjna elektrolizerów wynosi poniżej 1 GW rocznie.

Aby zrealizować strategiczny cel, jakim jest osiągnięcie do 2030 roku zdolności produkcyjnej elektrolizerów w wysokości 40 GW, potrzebne są skoordynowane działania europejskiego sojuszu na rzecz czystego wodoru, państw członkowskich i najbardziej zaawansowanych regionów, a także systemy wsparcia jeszcze zanim wodór stanie się konkurencyjny pod względem kosztów. W miarę rozwoju łańcucha dostaw technologie służące zwiększeniu produkcji wodoru, takie jak słoneczna i wiatrowa energia elektryczna, jak również wychwytywanie, wykorzystywanie i składowanie i użycie dwutlenku węgla stają się coraz bardziej konkurencyjne.
Komunikat Komisji Europejskiej „Strategia w zakresie wodoru na rzecz Europy neutralnej dla klimatu