Cechy wodoru a jego wykorzystanie w energetyce

Pierwsze wzmianki na temat wykorzystania technologii wodorowych w energetyce, pojawiły się w analizach naukowych 200 lat temu. Oznacza to, że już wtedy zdawano sobie sprawę z potencjału, jaki tkwi w pozyskiwaniu energii z wykorzystaniem wodoru, a także poszukiwano alternatyw dla energetyki tradycyjnej. Oczywiście, badania te miały wówczas bardziej charakter ciekawostki niż realnej potrzeby, jak ma to miejsce obecnie. Warto jednak już na samym początku podkreślić, iż wodór nie stanowi źródła energii, ale może być jej świetnym nośnikiem. Wielu specjalistów uważa, że zastosowanie wodoru we wspieraniu udziału OZE w gospodarce energetycznej nie jest obecnie opcją, ale koniecznością.

Dlaczego jednak to właśnie wodór miałby stać się szansą na bilansowanie niestabilnego systemu energetycznego, jakim nadal pozostają odnawialne źródła energii? Przemawiają za tym cechy charakterystyczne dla tego pierwiastka, którymi są:

Wysoka energetyczność wodoru, który w wyniku reakcji z tlenem uwalnia aż 143,1 MJ/kg. Niezwykle istotny jest fakt, że wskutek tej reakcji do środowiska nie trafiają żadne zanieczyszczenia, a jedynym jej produktem ubocznym jest woda.

Predyspozycje wodoru do przetwarzania energii wytworzonej w wyniku reakcji z tlenem na energię elektryczną w ogniwach paliwowych. Oznacza to tym samym, że możliwości magazynowania wodoru przewyższają te w przypadku prądu elektrycznego.

Potencjał i możliwości do wytwarzania wodoru bez szkody dla środowiska naturalnego, a więc przy użyciu metod niskoemisyjnych lub wręcz bezemisyjnych.

Oczywiście energetyka to nie jedyna dziedzina, w której wodór znajduje zastosowanie. Ogromną nadzieją przemysłu motoryzacyjnego na partycypowanie w zapobieganiu zmianom klimatycznym, są auta napędzane wodorem. Niekwestionowanymi liderami w tym segmencie są USA, Japonia, Niemcy, a także Chiny, które sukcesywnie pracują nad nowymi rozwiązaniami. Dodatkowo, wodór wykorzystywany jest z powodzeniem w hutnictwie (zamiast gazu ziemnego), w przemyśle petrochemicznym czy do produkcji nawozów.
Tym niemniej, znaczenie tego pierwiastka w gospodarce energetycznej wydaje się mieć ogromne znaczenie, dając jednocześnie nadzieję na przyspieszenie uzyskania neutralności klimatycznej w wielu krajach. Przypomnijmy, że Polska ma otrzymać na ten cel aż 8 mld euro od Funduszu Sprawiedliwej Transformacji.

Energetyka wodorowa – dlaczego warto iść w tym kierunku?

Po analizie podstawowych aspektów dotyczących cech, metod produkcji, dystrybucji oraz magazynowania wodoru, a także technologii jego wykorzystania w produkcji energii elektrycznej i cieplnej, warto poznać kilka istotnych powodów, dla których warto rozwijać energetykę wodorową.

Pierwszym czynnikiem, którego znaczenie zostało wspomniane już kilkukrotnie w tym artykule, jest wykorzystanie wodoru jako potencjalnie doskonałego nośnika energii dla niestabilnych źródeł OZE. Zakładając jedyny słuszny kierunek w stronę sukcesywnego zwiększania udziału odnawialnych źródeł w całości wytwarzanej energii na świecie, należy szukać rozwiązań dla bilansowania tych systemów i magazynowania nadwyżek energetycznych. Przy 100% wykorzystaniu OZE (po całkowitej eliminacji paliw kopalnych), aż 25 do 30% wytworzonej energii będzie wymagało zmagazynowania. Wodór wydaje się obecnie najlepszym możliwym wyjściem dla tej sytuacji.

Jednym ze szczególnie ważnych aspektów dotyczących energetyki wodorowej jest bezemisyjność pracy wodorowych ogniw paliwowych, czy też turbin wodorowych. Jedynym produktem ubocznym zachodzących w tych instalacjach reakcji, jest woda destylowana lub para wodna. Są to oczywiście substancje, które w żaden sposób nie zanieczyszczają środowiska naturalnego, a ich nieintencjonalne wytwarzanie w przeciwieństwie do CO2 wspiera starania na drodze do uzyskania neutralności klimatycznej.

Kolejną zaletą wodoru jest jego wszechstronność, a więc możliwość wykorzystania w różnych dziedzinach gospodarki i przemysłu. Motoryzacja, transport, hutnictwo, rolnictwo, przemysł petrochemiczny, przemysł stalowy, to tak naprawdę tylko niektóre obszary, w których energetyka wodorowa może znaleźć zastosowanie. Jeżeli dodać do tego obiecujące perspektywy stopniowego zastępowania instalacji opartych na gazie ziemnym, właśnie wodorem, to uzyskamy zestaw istotnych korzyści płynących z pozyskiwania energii przy udziale wodoru.