Trzej pracownicy Państwowego Instytutu Geologicznego – PIB: dr Marek Jasionowski, Marcin Łojek i dr Krystian Wójcik uczestniczyli w warsztatach pt. „Wodór w transformacji energetycznej”, które zostały zorganizowane przez Izbę Gospodarczą Gazownictwa w dniach 21–23 października 2024 r. w ramach wyjazdu studyjnego do Królestwa Niderlandów. Podczas warsztatów delegacja PIG-PIB, wespół z przedstawicielami firm z polskiej branży wodorowej i instytucji stowarzyszonych miała okazję zapoznać się z technologiami produkcji wodoru i komercyjnego udostępniania tego paliwa dla konsumentów… w tym oczywiście użytkowników samochodów napędzanych wodorem.
I już na początku warto sformułować najważniejszą konkluzję tej wizyty, która pozwoli dostrzec kontekst działań podejmowanych przez Instytut w zakresie problematyki polskiego wodoru. Każda nowoczesna gospodarka, zarówno stare, jak i wschodzące rynki Unii Europejskiej, potrzebują czystych źródeł energii, których wodór powoli staje się najważniejszym nośnikiem. Powszechna dostępność surowca niezbędnego do otrzymywania wodoru, czyli wody, jak również różnorodne sposoby jego produkcji sprawiają, że zaczyna być on postrzegany nie tylko jako alternatywne paliwo silnikowe, ale przede wszystkim jako magazyn energii: szczególnego rodzaju bateria, której naładowanie jest znacznie szybsze niż choćby konwencjonalnej baterii litowej. Wszak w obu przypadkach chodzi przecież o zgromadzenie energii elektrycznej w baterii/ogniwie paliwowym, aby były w stanie napędzić jakieś urządzenie, np. samochód.
Przechodząc jednak do samej wizyty w Niderlandach: pierwszym jej punktem była instalacja produkcji wodoru firmy XINTC Electrolysers, w miejscowości Kootwijkerbroek (w prowincji Geldria). Instalacja pozyskuje energię elektryczną z położonej obok farmy fotowoltaicznej o powierzchni 14 hektarów. Firma XINTC opracowała technologię umożliwiającą produkcję wodoru dzięki modułowemu (wielordzeniowemu) systemowi gazowemu, który pozwala dostosować elektrolizę i jej efektywność do ilości energii dostarczanej bezpośrednio z paneli fotowoltaicznych, co jest kluczowe przy ciągle zmieniających się warunkach nasłonecznienia. Moduły gazowe są wykonane z tworzywa sztucznego, co pozwala uniknąć wykorzystania surowców krytycznych. Produkcja wodoru odbywa się w warunkach ciśnienia atmosferycznego, następnie gaz przechodzi przez kompresor, gdzie osiąga ciśnienie 20 bar i ulega 90% oczyszczeniu z pary wodnej. W zależności od założonej czystości docelowej oraz jego ciśnienia (docelowo 350 lub 700 bar), gaz jest podawany kolejnym procesom kompresji/oczyszczania. Koszt pozyskania kilograma wodoru w tym procesie oscyluje w przedziale 15–16€.
Nietrudno tutaj dostrzec olbrzymich możliwości produkcji wodoru taką drogą również w Polsce. Zwłaszcza, jeśli zwrócić uwagę na rozwój OZE, budowę wielkopowierzchniowych farm fotowoltaicznych czy farm wiatrowych, które coraz powszechniej wyrastają w naszym krajobrazie. Instalacja modułów do produkcji wodoru na tego typu inwestycjach umożliwiłaby, przynajmniej częściowe, zmagazynowanie energii, zamiast jej natychmiastowej dystrybucji do systemu energetycznego i w konsekwencji konieczności natychmiastowej konsumpcji.
Uczestnicy warsztatów „Wodór w transformacji energetycznej” podczas wizyty w firmie XINTC. W tle stacje kontenerowe z instalacjami do produkcji wodoru na drodze elektrolizy wody z wykorzystaniem energii fotowoltaicznej oraz niskociśnieniowy zbiornik na wodór, skąd gaz jest transportowany do kompresorów, osuszacza i skraplacza. Zdjęcie: IGG
Drugiego dnia wizyty delegaci odwiedzili instalacje firmy Resato, której siedziba znajduje się w miejscowości Assen koło Groningen (skądinąd znanym z największego złoża gazu ziemnego w Europie). Od kilku lat Resato, pierwotnie skupiona na technologiach wysokich ciśnień w sektorach naftowym i wodnej obróbki/cięcia kamienia, rozwija bardzo dynamicznie swój dział wodorowy. Firma zajmuje się budową i sprzedażą kompletnych stacji tankowania wodoru, wykorzystując swoje doświadczenie z dziedziny wysokich ciśnień. Stacje Resato działają (lub będą niebawem) także poza Niderlandami, m.in. w Niemczech, Belgii, Szwecji, Estonii i Polsce.
Aby zobrazować obecną skalę przedsięwzięcia i konsumpcję rynkową, na jednej z odwiedzonych przez delegatów stacji w Groningen obecnie tankuje około 80 samochodów osobowych, 10 autobusów i kilka samochodów ciężarowych w ciągu doby. Na stacji jest możliwa dystrybucja 1000 kg wodoru na dobę, przy czym samochód osobowy tankuje jednorazowo średnio około 4–6 kg po 19,95 €/kg. Stacje firmy mogą być zasilane w wodór produkowany na miejscu w procesie elektrolizy i/lub dowożony z zewnątrz. Moduł kompresorów podnosi ciśnienie gazu do maksymalnie 950 barów, by można było szybko zatankować pojazd (dla samochodów osobowych ciśnienie 700 barów, a dla autobusów i samochodów ciężarowych – 350 barów). W siedzibie firmy – w Assen – znajduje się zakład montażu modułów kompresorowych.
Zaplecze stacji tankowania wodoru (moduł kompresorowy) w Groningen – moduły firmy Resato. Na pierwszym planie Toyota Mirai napędzana wodorem. Zdjęcie: Marek Jasionowski
Uczestnicy warsztatów w siedzibie firmy Resato w Assen. Zdjęcie: IGG
W wizycie studyjnej w Królestwie Niderlandów, poza delegatami PIG-PIB, uczestniczyli przedstawiciele państwowych urzędów nadzorczych (m.in. Główny Urząd Miar), instytutów badawczych (m.in. Instytut Nafty i Gazu – PIB) , wytwórców i dystrybutorów wodoru w Polsce (m.in. ZE PAK). Naszym wspólnym wyzwaniem jest zapewnienie jak największej podaży surowca na rynku, co obecnie w największym stopniu ogranicza jego rozwój. Pracownicy PIG-PIB podejmując to wyzwanie będą starali się rozpoznać występowanie i gospodarczy potencjał wodoru białego, czyli wodoru zakumulowanego w skorupie ziemskiej, który, obok wodoru zielonego, żółtego, fioletowego czy błękitnego, jest czysty dla środowiska. Prace te będą realizowane w ramach zadań państwowej służby geologicznej – pionierskiego projektu zatytułowanego „Potencjał rozpoznania i zagospodarowania złóż wodoru naturalnego w Polsce”, którego pierwsze rezultaty są spodziewane już za 2 lata.
Odkrywanie złóż wodoru naturalnego wymaga także zaangażowania wielu instytucji badawczych i przemysłu, jest olbrzymim wyzwaniem naukowym i ekonomicznym. Dostrzegają to PIG-PIB, Akademia Górniczo-Hutnicza, Instytut Gospodarki Surowcami i Energią PAN oraz ORLEN S.A., które kilka dni temu, 18 października 2024 roku zawarły porozumienie o współpracy powołując GeoHydrogen – Polską Inicjatywę na Rzecz Naturalnego Wodoru (więcej tutaj: https://www.pgi.gov.pl/aktualnosci/display/15710-pig-pib-czlonkiem-geo-hydrogen-czyli-polskiej-inicjatywy-na-rzecz-naturalnego-wodoru.html).
Udział delegacji PIG-PIB w wyjeździe studyjnym do Królestwa Niderlandów został sfinansowany ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Warsztaty zostały zorganizowane przez Izbę Gospodarczą Gazownictwa – organizację samorządu gospodarczego, której działalność obejmuje sektor paliw gazowych, w tym pełen łańcuch produkcji i wykorzystania gazów (również wodoru) do celów energetycznych i przemysłowych. Współpraca Izby z jednostkami naukowymi i przemysłem buduje unikatową przestrzeń umożliwiającą kompleksowe i skuteczne wdrażanie innowacyjnych rozwiązań w sektorze.
Posłowie. Nie jesteśmy gorsi… Polska stacja tankowania wodoru na ulicy Tango w Warszawie. Zdjęcie: Marek Jasionowski
Tekst: Krystian Wójcik, Marcin Łojek, Marek Jasionowski
Zdjęcia: Marek Jasionowski, IGG
