Solaris, JSW, Orlen – co łączy te firmy? Wodór. Wodór jako paliwo przyszłości to temat wielu debat i działań firm na całym świecie. Krajami, które już dziś wykorzystują paliwo wodorowe do tego, by zasilać pojazdy są Niemcy, Łotwa, Japonia, Norwegia. Polska też chce być częścią wodorowego wyścigu, w którym biorą udział najsilniejsi. Ma do tego solidne podstawy. Zarówno branża petrochemiczna, jak i motoryzacyjna są gotowe do wyścigu. Wyzwaniem wciąż jest bezpieczne i ekonomiczne magazynowanie wodoru. Nad rozwiązaniem tego problemu pracować będą niebawem zespoły specjalistów, wspierane przez NCBR, a efektami prac prawdopodobnie zainteresuje się MON. Wodór w motoryzacji i energetyce to wielkie nadzieje, ale też wiele mitów.
Wiele problemów, jedno rozwiązanie
Jednym z wyzwań, które stoją przed współczesnymi sieciami elektroenergetycznymi są zmiany zachodzące w transporcie. Elektryfikacja transportu wymagać będzie silnej współpracy wielu branż, pozwalającej na rozwój infrastruktury do ładowania pojazdów elektrycznych. Warto pamiętać, że elektromobilność to także pojazdy zasilane wodorem (FCV). Jednak, aby mogły się poruszać po drogach, potrzebują stacji ładowania, a te są wciąż bardzo drogie. Paleta indywidualnych pojazdów zasilanych wodorem na razie nie jest szeroka. Szybciej rozwija się gałąź transportowa, przede wszystkim autobusy. Stopień zaawansowania prac nad wodorowymi ciężarówkami pozwala sądzić, że niebawem pojawią się one na światowych drogach. Rozwiązaniami wodorowymi zainteresowani są też producenci łodzi, wojsko, rolnicy. Wodór może pozwolić magazynować energię, którą zasilane będą pojazdy różnego typu. Eksperci zwracają także uwagę, że tam gdzie pojawi się energia jądrowa, tam będzie mógł być produkowany wodór. Jeśli upowszechni się technologia reaktorów HTR, jest na to realna szansa.
Obecnie trwają prace nad tym, by oczyszczać wodór, który jest produktem odpadowym. – Zdecydowaliśmy się na uruchomienie programu, który pozwoli wykorzystywać wodór na wielu płaszczyznach – powiedział w trakcie spotkania z dziennikarzami w maju 2018 roku prof. dr hab. inż. Maciej Chorowski, dyrektor NCBR. Nie ogłosiliśmy konkursu kompleksowego, ale na element, który jest niezwykle istotny w każdej technologii wodorowej – magazyn – dodał, mówiąc o Programie Magazynowania Wodoru uruchomionym przez NCBR. Założeniem programu jest znalezienie rozwiązań umożliwiających takie magazynowanie wodoru, które będzie tańsze niż magazyny litowo – jonowe. Udział podmiotów w projekcie ma dać niepowtarzalną szansę wejścia na rynki z gotowym produktem. – Nie definiujemy, jakiego rodzaju pojazd będzie miał nowo opracowany magazyn wodoru. Zależy nam, żeby magazyny dobrze pełniły funkcję zasilania urządzenia gwarantującego mobilność, czy to będzie czołg, dron, czy inny pojazd – mówił Chorowski. Trzy lata na stworzenie produktu – tyle czasu dają zespołom eksperci z NCBR. Za realizację Programu Magazynowania Wodoru odpowiadać będzie Maciej Misiura, menadżer i naukowiec wcześniej związany Wydziałem Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. W czasie spotkania zwrócił on uwagę na dwa istotne aspekty pracy nad rozwiązaniami wodorowymi. Jednym z nich jest aspekt bezpieczeństwa. Opowiedział także o przebiegu całego programu i kolejnych etapach jego rozwoju. Pierwszym z nich będzie faza koncepcyjna, w czasie której uczestnicy będą musieli dostarczyć koncepcję rozwiązania.
Instytucje starające się o udział w projekcie w I fazie mają szansę uzyskać 100 tysięcy zł na finansowanie tego etapu prac. II faza, która będzie trwała około 12 miesięcy, ma polegać na przygotowaniu wstępnego prototypu rozwiązania. Zespoły zakwalifikowane do tej części programu mają szansę uzyskać maksymalnie 2,5 miliona zł. III faza przewidziana została na 600 dni, w czasie których powstanie docelowy produkt. Tutaj wybrane zespoły mogą liczyć na 6,6 miliona zł. Efektem końcowym ma być produkt zgodny z pierwotnymi założeniami. NCBR, podpisując umowę z podmiotami startującymi w konkursie, zagwarantuje sobie licencję na wykorzystanie technologii magazynowania, ale zapewnia, że przez pierwsze 24 miesiące po zakończeniu prac nie będzie konkurować ze zwycięskim zespołem bądź zespołami. Właścicielami IPR będą wykonawcy. Przebieg programu wzorowany jest na modelu znanym z DARPA.
Polska DARPA, czyli wodór: specjalność polskiej elektromobilności (RELACJA)
Paliwa alternatywne w Unii Europejskiej
Rok 2014 to początek ery paliw alternatywnych w krajach członkowskich Unii Europejskiej. Wśród paliw alternatywnych wymieniany jest, poza energią elektryczną, LNG, CNG właśnie wodór. Jest on także obecny w polskich regulacjach, w tym w podpisanej przez prezydenta Andrzeja Dudę w lutym 2018 roku ustawie o elektromobilności i paliwach alternatywnych. Co ciekawe, na początkowym etapie prac nad tym dokumentem wodór był nieco marginalizowany. Dziś już wiadomo, w jakich lokalizacjach w najbliższych latach pojawią się stacje ładowania wodoru. Będą one budowane na szlakach „przelotowych”, łączących się z europejską siecią TEN-T. Jednak wystarczy przekroczyć naszą zachodnią granicę, by zobaczyć, że paliwa alternatywne i pojazdy nimi napędzane naprawdę istnieją. Oczywiście w Polsce też mamy okazję wypatrzeć auto na gaz ziemny (CNG), ba nawet na wodór (w ślad za nim może nawet podążać ciężarówka z modułem do tankowania). Polski koncern paliwowy Orlen w Niemczech od 2017 roku zdobywa doświadczenie w zarządzaniu stacjami wodoru. – Dziś w Polsce nie ma ani jednej ogólnodostępnej stacji do ładowania aut wodorem. Ten rynek jeszcze u nas nie istnieje. W całej Europie jego skala jest zresztą niewielka – w Niemczech do 2018 r. ma być 50 takich stacji, w Beneluksie jest ich około 100 – mówił w maju 2017 roku Pulsowi Biznesu Krzysztof Romaniuk, dyrektor ds. analiz w Polskiej Organizacji Przemysłu i Handlu Naftowego.
Zainicjowana w Davos w 2017 roku podczas Światowego Forum Ekonomicznego inicjatywa pod nazwą Hydrogen Council spaja działania mające na celu masowe wykorzystanie wodoru jako paliwa i źródła energii. W skład tego ciała wchodzą zarówno firmy paliwowe takie jak Shell czy Equinor, jak i producenci samochodów: BMW, Audi, Daimler, Toyota, Hyundai.
USA i Arnold Schwarzenegger
Paliwo wodorowe w USA zyskało na początku XXI wieku silnego zwolennika. Był nim gubernator stanu Kalifornia Arnold Schwarzenegger. Kilkanaście lat temu chciał on zapewnić niezależność swojemu stanowi właśnie dzięki wodorowi. Pomimo poniesionej wtedy porażki, branża wodorowa w USA wciąż się rozwija, przede wszystkim w obszarze motoryzacyjnym. Do 2025 roku w USA ma powstać ponad 600 stacji ładowania wodoru. Arnold Schwarzenegger wciąż zdaje się być pod wrażeniem możliwości, jakie daje paliwo wodorowe. W 2015 roku, wtedy 68-letni aktor i polityk, przejechał seryjnie produkowanym modelem Toyoty trasę wyścigu NASCAR, asystując biorącym udział w rywalizacji. Wcześniej, w 2005 roku, fotografowany był w wodorowej wersji Hummera H2. Już w 2004 roku zawiązał się sojusz firm motoryzacyjnych i paliwowych, które miały pracować nad rozwojem technologii wodorowych na potrzeby transportu, przemysłu i energetyki w USA.
Azja i Australia
Największe wydarzenia promujące wodór jako paliwo mają miejsce rokrocznie w Azji. W 2018 roku polscy przedstawiciele władz centralnych oraz największych spółek paliwowych odwiedzili Japonię. Celem spotkań miało być poszukiwanie płaszczyzn współpracy, pozwalających Polsce implementować najlepsze rozwiązania ze świata oraz, jeśli będziemy posiadali własne technologie, sprzedawać je tam, gdzie wodór ma coraz silniejszą pozycję. Zdaniem podsekretarza stanu w Ministerstwie Energii Michała Kurtyki, który brał udział w tym wyjeździe, alternatywne źródła energii w transporcie przez dekady występowały jako forma ciekawostki lub utopijnych wizji naukowców, ekologów czy pasjonatów. Dziś się to zmienia i samochody napędzane takimi paliwami, jak: gaz, wodór czy energia elektryczna, stają się coraz częstszym widokiem na naszych ulicach. Stąd też nasza obecność na Targach. Chcemy poznać najnowsze technologie i trendy, a także zebrać doświadczenia, aby móc w naszym kraju dać impuls do rozwoju nowej, innowacyjnej gałęzi przemysłu oraz stworzyć konkurencyjny rynek dla pojazdów napędzanych jednostkami alternatywnymi – zaznaczył po powrocie. Japonia, kolebka aut o napędzie wodorowym, nie posiada własnej linii pozyskiwania tego paliwa. Kupuje je z Australii, a ta wytwarza je lokalnie z węgla. Polacy upatrują w czystych technologiach węglowych przyszłości dla kopalń. Japonia udowadnia, że doskonalenie technologii utylizacji węgla umożliwia coraz czystsze jego spalanie z malejącą emisją tlenków siarki, azotu, dwutlenku węgla, metali ciężkich i innych zanieczyszczeń. A także minimalizacją emisji CO2. Bezemisyjna energetyka wodorowa czy „społeczeństwo wodorowe” mają być celem działań Japonii na najbliższe lata. Prawdopodobnie w pewnym stopniu także Polska może podążać w tym kierunku.
Wypowiedź Tomoho Umedy z zespołu doradców TOMO Group podczas podczas III Ogólnopolskiej Konferencji Naukowej „Bezpieczeństwo energetyczne – filary i perspektywa rozwoju” (16-17 kwietnia 2018 r.), zorganizowanej przez Instytut Polityki Energetycznej im. I. Łukasiewicza oraz Katedrę Ekonomii Wydziału Zarządzania Politechniki Rzeszowskiej im. I. Łukasiewicza, nie pozostawia miejsca na wątpliwości, że wodór na świecie zyskuje na popularności. Zdaniem Umedy, jeszcze półtora roku temu w czasie, kiedy pracowano nad ustawą o elektromobilności, ten temat jakby zupełnie nie istniał. To pokazuje, w jakim tempie zjawisko rynku wodoru, cywilizacji wodorowej, rośnie na świecie. Mogę powiedzieć tylko, że w 2014 roku, będąc w Japonii, oglądaliśmy takie urządzenia przydomowe, które zasilają (na bazie wodoru) gospodarstwa domowe w elektryczność, chłód i ciepło. Robią to na bazie metanu z normalnej sieci gazowej. W 2014 była to pierwsza generacja tych urządzeń.
30 lat doskonalenia technologii
Koncernów motoryzacyjnych, mogących poszczycić się linią produkcyjną, z której zjeżdżają samochody wodorowe nie jest wiele. W tej chwili dostępne są Toyota Mirai, Hyundai ix35, Honda Clarity. Koncern GM produkuje pojazd napędzany wodorem na potrzeby armii amerykańskiej. Zarówno Mercedes-Benz, BMW, Audi czy Lexus zapowiedziały, że w ciągu najbliższych 2 – 4 lat pojawią się na rynku modele na ogniwa paliwowe w seryjnej produkcji tych właśnie marek. Doskonalona od ponad 30 lat technologia chyba nareszcie będzie miała szansę na popularyzację. Najwięcej jednak zawdzięczać będzie ona produkcji autobusów. Zamówienia na wodorowe autobusy realizuje już Solaris oraz Ursus. Chodzi o pojazdy zasilane wodorem i wykorzystujące ogniwa paliwowe, a nie konwertowane pojazdy spalinowe, które zamiast benzyny czy ropy wykorzystują wodór.
Jak to działa?
Zeroemisyjne samochody wodorowe to nie samochody na wodę, jak błędnie myśli wiele osób. Woda jest produktem ubocznym produkowanej na pokładzie auta energii. Tak naprawdę są to samochody elektryczne, tyle tylko, że energia potrzebna do ich zasilania jest wytwarzana na pokładzie samochodu dzięki paliwu wodorowemu i ogniwom paliwowym. Do procesu wytwarzania energii potrzebny jest tlen dostarczany przez sprężarkę (i to ona jest najgłośniejszym elementem całości).
Pozyskiwanie wodoru jest możliwe między innymi z paliw kopalnych, ale i z biomasy. Napęd wodorowy dziś, to pociągi, statki, samochody, ciężarówki, samoloty (trwa homologacja takiego samolotu w Niemczech).
http://biznesalert.pl/raport-wodor-inny-wymiar-elektromobilnosci/
