Kiedy mowa o elektromobilności, na myśl przychodzą zwykle cztery główne tematy. Pierwsze trzy są oczywiste, bo zawsze mówi się o kosztach, zasięgu pojazdów oraz infrastrukturze. Jednak jeśli pójść o krok dalej, pojawia się wodór. Ten temat da się podsumować w zasadzie jednym pytaniem: czy pojazdy elektryczne nie są tylko tymczasowym rozwiązaniem, zanim wejdziemy w erę pojazdów napędzanych wodorem?
Biorąc pod uwagę skalę zmiany i długoterminowość procesu, jakim jest elektryfikacja pojazdów osobowych, warto na to pytanie odpowiedzieć. W szczególności, że jesteśmy firmą, która zdecydowała się na długoterminowe inwestycje w infrastrukturę ładowania.
Bądźmy szczerzy – wodór nie jest zły. Osiągnięcie znacznej dekarbonizacji gospodarki bez wodoru nie będzie możliwe. Jednak wodór nie jest odpowiednim rozwiązaniem dla samochodów osobowych na dużą skalę.
Dlaczego? Niedawno opublikowany raport Międzynarodowej Agencji Energii zawiera obszerne badania dotyczące wykorzystania wodoru w gospodarce z dobrze sformułowanymi i łatwymi do zrozumienia wnioskami. Bazując na nich możemy pokusić się o odpowiedź na to pytanie.
Zapotrzebowanie i produkcja wodoru
Zapotrzebowanie na wodór w gospodarce systematycznie wzrasta od 1975 r. Jednak prawie całkowicie jest on produkowany z paliw kopalnych, dlatego nazywany jest brunatnym wodorem. Obecnie do jego produkcji wykorzystuje się aż 6% światowej produkcji gazu ziemnego i 2% światowej produkcji węgla. Tylko 0,1% światowej produkcji wodoru pochodzi z elektrolizy wodnej, co oznacza czysty, ekologiczny wodór.
Źródło: IEA (2019), „The Future of Hydrogen”, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen
W konsekwencji cała produkcja wodoru na świecie jest odpowiedzialna za wytwarzanie około 830 ton CO2 rocznie, co równa się łącznej rocznej emisji tego gazu z Wielkiej Brytanii i Indonezji. Ponadto, obecnie wytwarzany wodór, wykorzystywany jest praktycznie w całości do rafinacji ropy naftowej, produkcji amoniaku, metanolu i stali. Jedynie mniej niż 0,1% wyprodukowanego wodoru jest wykorzystywane w transporcie.
Zastosowanie dla wodoru
Jak już wiemy – wodór jest obecnie wykorzystywany w różnych sektorach gospodarki. Możliwe są jeszcze inne zastosowania – w transporcie, ciepłownictwie oraz w przemyśle energetycznym.
Czystym wodorem możemy zastąpić wodór brunatny wykorzystywany w przemyśle stalowym, chemicznym i rafineryjnym oraz gaz ziemny używany do produkcji energii cieplnej do ogrzewania budynków, zwłaszcza w miastach o dużym zagęszczeniu.
W przemyśle energetycznym wodór i amoniak można stosować w turbinach gazowych w celu zwiększenia elastyczności systemu energetycznego. Wodór jest też jedną z wiodących opcji magazynowania energii odnawialnej i prawdopodobnie jedynym skutecznym rozwiązaniem do długoterminowego magazynowania energii elektrycznej. W przeciwieństwie do obecnie znanych baterii, w których długość magazynowania energii elektrycznej jest stosunkowo krótka (max tygodnie), wodór może skutecznie magazynować energię miesiącami.
Skąd się bierze czysty wodór?
Zatem dlaczego nie produkujemy czystego wodoru na skalę masową? Odpowiedź jest prosta – nie znamy skutecznej i opłacalnej kosztowo technologii elektrolizy, aby komercyjnie wytwarzać duże ilości czystego wodoru. Jest to obecnie największe wyzwanie. Większość zakładów produkujących czysty wodór to zakłady badawczo-rozwojowe, a w nich znaczna ilość energii wykorzystywanej w produkcji jest przekształcana w ciepło odpadowe, i tylko niewielka część służy do rzeczywistej produkcji wodoru. Aby wodór mógł stać się realną alternatywą w tych sektorach gospodarki, potrzebne są zakłady produkcyjne, które produkowałyby czysty wodór drogą elektrolizy na skalę przemysłową.
Jeśli się to uda, niektóre kraje o ogromnym potencjale wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych (np. Laos, słoneczne kraje w Afryce, Islandia), które nie są w stanie bezpośrednio wykorzystywać lub transportować energii elektrycznej wytworzonej ze źródeł odnawialnych, mogą wytwarzać wodór i stać się eksporterami netto podobnymi do dzisiejszych eksporterów gazu ziemnego.
Źródło: IEA (2019), „The Future of Hydrogen”, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen
Wodór w transporcie
O tym, by rozwiązanie zastosowane w transporcie było skuteczne, decyduje przede wszystkim rachunek ekonomiczny. Konkurencyjność samochodów osobowych na ogniwa paliwowe napędzane wodorem zależy od kosztów ogniw oraz kosztów budowy infrastruktury tankowania. W tym przypadku budowa ogromnej infrastruktury, porównywalnej do dzisiejszej sieci stacji paliw, byłaby znacznie bardziej kosztowna niż budowa infrastruktury ładowania. Zaś w przypadku samochodów ciężarowych elementem krytycznym jest obniżenie ceny dostarczanego wodoru.
Natomiast wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia ze scentralizowaną infrastrukturą uzupełniania energii do napędu (jak żegluga i lotnictwo oraz na mniejszą skalę kolej) i gdzie wykorzystanie innych niskoemisyjnych paliw z powodów ekonomicznych lub praktycznych jest ograniczone, paliwo wodorowe będzie mieć szansę.
Podsumowując, rachunek ekonomiczny wskazuje, że to BEV przez kilka dziesięcioleci pozostanie najlepszą opcją jeśli chodzi o pojazdy osobowe, ale wodór, jeśli będzie pochodzić z czystej produkcji, niewątpliwie znajdzie zastosowanie w wielu obszarach i znacząco przyczyni się do poprawy kondycji naszej planety.
