Świat stawia na wodór – ekspansja rynku zielonego wodoru

Niepokój związany z możliwością przerwania dostaw rosyjskiej ropy i gazu może dzisiaj stać się bodźcem do transformacji światowych rynków energetycznych i odchodzenia od paliw kopalnych. Wodór może pomóc w stabilizacji systemów energetycznych i jako ceniony nośnik energii, choć dość trudny w użyciu, głównie, dlatego, że wymaga całkowicie nowych instalacji, przeprojektowania silników, może odmienić losy świata.

Unia Europejska ze swoim Green Deal, programem Fit for 55 i ambitną strategią wodorową jest siłą napędową dla oczekiwanego wzrostu zarówno rynku wodoru, jak i elektrolizerów - podają obie agencje badawcze.

Niemcy, dzięki inicjatywie H2Global, również odgrywają ważną rolę w stymulowaniu globalnego rynku zielonego wodoru. Specjalnie utworzona organizacja kupuje zielony wodór po najniższej możliwej cenie na rynku światowym, a następnie sprzedaje go najwyżej w Europie. Rząd niemiecki udostępnił na tę inicjatywę 900 mln euro.

Ale rynek zielonego wodoru z pewnością nie ogranicza się do Europy. Zapotrzebowanie na ten zrównoważony nośnik energii rośnie na całym świecie. Według Transparency Market Research, to głównie popyt ze strony przemysłu chemicznego i hutniczego napędza rynek zielonego wodoru.

W nurcie popytu na zielony wodór rośnie również rynek elektrolizerów. Według raportu Guidehouse Insights, globalna roczna zdolność produkcyjna wzrośnie z 1,3 GW do 104,6 GW w 2031 roku. Brzmi to jak ogromny wzrost, ale nadal jest znacznie poniżej 850 gigawatów mocy produkcyjnych, które są potrzebne do osiągnięcia gospodarki neutralnej pod względem emisji dwutlenku węgla do 2050 roku.

Europa również przoduje w produkcji elektrolizerów, twierdzą badacze, a za nią plasuje się Azja oraz Australia i Ameryka Północna. Z czternastu fabryk, które będą produkować elektrolizery na skalę gigawatów, osiem znajduje się w Europie.

Niemcy i Norwegia prowadzą rozmowy o budowie gazociągu, którym popłynąłby wodór. Arabia Saudyjska jeszcze w marcu zacznie budować zakłady wytwarzające „zielony” wodór. Wodorem, a nie tylko elektrycznością, chcą napędzać swoje silniki BMW, Porche, Honda i Subaru. A w lutym 2022 AIRBUS podpisał porozumienie o współpracy z GE i Safran Engine Aircraft dla spalania wodoru bezpośrednio w silniku. Pierwsze testy powietrzne silnika wodorowego GE mają odbyć się jeszcze w tym roku na pokładzie zmodyfikowanego Airbus A380.

Kolejną rewolucją będzie rozpoczęcie produkcji „zielonego” wodoru w Arabii Saudyjskiej. Ten proces rozpoczął się w marcu br., a kraj, który pozostaje największym na świecie producentem i eksporterem ropy naftowej, deklaruje gotowość eksportu wodoru w niecałe cztery lata.

Saudyjczycy stawiają sprawę jasno: tak jak dzisiaj są największym producentem ropy naftowej na świecie, tak samo chcą być liderem wśród producentów oraz eksporterem wodoru - gazu, który pozostawia po sobie jedynie czystą parę wodną. Czyli tym samym pozostawia po sobie ślady w środowisku nieporównywalnie mniej niszczące niż węgiel, ropa, a nawet gaz naturalny.

Plany dotyczą instalacji w Neom, a inwestycje w produkcję wodoru wynoszą 5 mld dolarów. Teren już został przygotowany, a Saudyjczyków wspierają Amerykanie z Air Products & Chemicals Inc. oraz saudyjski ACWA Power International. Już wiadomo, że instalacja będzie się składała ze 120 generatorów wodoru produkcji Thyssenkrupp AG. Każdy z nich będzie miał długość 40 metrów, a paliwo ma być transportowane w formie amoniaku, który jest łatwiejszy do przewozu niż wodór w formie gazowej. Cała produkcja ma być zasilana energią z wiatru i słońca, których na saudyjskiej pustyni nie brakuje.

Projekt nazywa się Helios, a jako potencjalnych odbiorców wodoru, który stamtąd popłynie, Saudyjczycy widzą kraje Azji, przede wszystkim Japonię oraz Koreę Południową, ale też Stany Zjednoczone i Europę.

To prawda. Produkcja wodoru na skalę masową jest dopiero w fazie początkowej, wiele w technologiach trzeba jeszcze dopracować, ale już teraz ocenia się, że ten rynek w roku 2050 może być już wart 700 mld dolarów. Pod warunkiem jednak, że jego producenci będą w stanie obniżyć koszty wytwarzania. Bo na razie wodór jest za drogi.
Pieniądze na projekty będą, skoro zaangażowało się w takie projekty saudyjskie Aramco. To efekt polityki następcy tronu Arabii Saudyjskiej księcia Mohammeda bin Salmana, który postawił na dywersyfikację gospodarki i częściowe uniezależnienie od eksportu ropy naftowej, chociaż nie przewiduje się odejścia od jej wydobycia. A Aramco właśnie ma być wiodącym producentem wodoru powstającego z konwersji gazu ziemnego i wychwytywanego z atmosfery CO2.

Do końca dekady i później, zielony wodór ma odegrać kluczową rolę w umożliwieniu europejskiego systemu energetycznego przystosowania się do mniejszych i droższych dostaw gazu ziemnego. Pierwszym i najbardziej oczywistym sposobem, w jaki może to zrobić, jest zastąpienie istniejącej produkcji szarego wodoru opartej na gazie ziemnym. Zastąpienie zielonym wodorem jest szczególnie ważne w strategicznych branżach. Sankcje mocno ucierpiały na podaży nawozów, które są produkowane głównie z amoniaku produkowanego z szarego wodoru. Wysokie ceny gazu ziemnego nakładają dalsze ograniczenia na dostępność dostaw, co ma negatywny wpływ na światowe ceny żywności.

Droższe dostawy gazu ziemnego zagrażają również zdolności Europy do reagowania na sezonowe wahania zapotrzebowania na energię. Europejskie magazyny gazu mają strategiczną wartość, którą trudno przecenić. Kontynent dysponuje pojemnością magazynową gazu wynoszącą 1100 TWh, co pod względem skali odpowiada w przybliżeniu dwukrotnemu rocznemu zużyciu energii elektrycznej w Niemczech.

Znaczenie infrastruktury magazynów gazu docenia Komisja Europejska, która wprowadziła nową zasadę nakazującą zapełnienie podziemnej infrastruktury magazynowej w co najmniej 80% maksymalnej pojemności do 1 listopada 2022 r. i 90% w kolejnych latach.

Jeśli na kontynencie nastąpi przyspieszona faza zmniejszania zużycia gazu ziemnego, co wydaje się całkiem prawdopodobne, konieczne jest wdrożenie nowych międzysezonowych technologii magazynowania, aby wypełnić tę lukę. Zielony wodór wytwarzany z odnawialnej energii elektrycznej może być jedyną skalowalną, niskoemisyjną technologią zdolną sprostać temu wyzwaniu.