Unia Europejska chce, aby w najbliższej przyszłości wodór odgrywał zdecydowanie większą rolę w procesie dekarbonizacji. Polska może na tym skorzystać, a w nową erę ma wprowadzić nasz kraj Polska Strategia Wodorowa.
Już od kilkudziesięciu lat cały świat dostrzega problem globalnego ocieplenia i zmian klimatu, które są tego konsekwencją. Głównym celem jest obniżenie średniorocznych wzrostów temperatury naszego globu m.in. poprzez redukcję emisji dwutlenku węgla i innych szkodliwych substancji. Stosując niskoemisyjne technologie w przemyśle, transporcie, chłodnictwie i ciepłownictwie oraz jednocześnie wykorzystując odnawialne źródła energii, walczymy o czystsze środowisko dla przyszłych pokoleń.
Turbiny wiatrowe, fotowoltaika i pozostałe OZE mają już duży udział w miksie energetycznym poszczególnych państw, jednak cały czas wymagany jest stabilizator systemu energetycznego, który zabezpieczy dostawy energii w momentach braku słońca czy wiatru. Dodatkowo takie gałęzie przemysłu jak hutnictwo, przemysł chemiczny i przetwórczy wymagają dostępu do tradycyjnych nośników energii, np. gazu, który jest w stanie zapewnić wysokie temperatury wymagane w procesach technologicznych. Coraz powszechniej rozwija się niskoemisyjny transport, dostrzegamy na naszych drogach coraz więcej samochodów i autobusów elektrycznych, jednak wciąż nie jesteśmy w stanie zapewnić dalekich zasięgów szczególnie dla transportu ciężkiego.
Już w XX w. świat wiedział, że kiedyś nastąpi czas dla wodoru, który jest w stanie zaspokoić braki w wyżej wymienionych obszarach, jednak dopiero agresja Rosji uświadomiła Europie, jak bardzo uzależniona jest energetycznie od swojego wschodniego sąsiada i jak ogromnym ryzykiem jest to obarczone. Ten właśnie moment uaktywnił działania na rzecz rozwoju rozwiązań wodorowych w przemyśle, transporcie, ciepłownictwie oraz wielu innych dziedzinach. Takie programy jak REPowerEU, NET Zero by 2050, Fit for 55 motywują i aktywują działania wodorowe.
>>> Budynki cyrkularne – w trosce o zasoby dla przyszłych pokoleń
>>> Renowacja energetyczna zasobów budowlanych w Polsce
>>> Budownictwo zrównoważone a zmiany klimatu
Fot. System do wytwarzania i stacja tankowania wodoru, Saragossa, Hiszpania. Fot. autora
Różne oblicza wodoru
Pomimo iż wodór wykorzystywany jest na świecie od wielu dziesięcioleci, to jest to głównie tzw. wodór szary powstający z paliw kopalnych w procesie reformingu parowego lub zgazowania węgla i charakteryzujący się dużą emisją szkodliwych substancji. Nam jednak zależy przede wszystkim na czystym i bezemisyjnym wodorze, takim jak tzw. wodór zielony powstający głównie w procesie elektrolizy z wykorzystaniem OZE.
Wodór jest gazem bezbarwnym i bezwonnym. Jego rodzaje otrzymały nazwy, które odpowiadają konkretnej metodzie ich wytwarzania. Usystematyzujmy zatem najważniejsze odmiany wodoru:
- wodór zielony – najbardziej pożądany do stosowania w energetyce; otrzymuje się go w procesie elektrolizy wody przy wykorzystaniu energii z OZE, czyli źródła nieobarczonego emisją CO2;
- wodór fioletowy lub czerwony – produkowany w wyniku procesu elektrolizy (tak jak zielony); elektrolizery zasilane są energią z elektrowni jądrowych;
- wodór żółty – powstaje w procesie elektrolizy przy użyciu energii słonecznej (fotoelektroliza);
- wodór niebieski – wytwarzany w procesach wykorzystujących paliwa kopalne, uzupełnionych o technologie wychwytywania CO2;
- wodór brązowy – pozyskiwany w oparciu o paliwa kopalne typu węgiel brunatny;
- wodór czarny oraz szary – powstają kolejno z przekształcania węgla kamiennego i węgla brunatnego;
- wodór biały – pochodzący z geologicznych źródeł naturalnych;
- wodór turkusowy – otrzymywany w procesie pirolizy metanu lub przetwarzania odpadowych tworzyw sztucznych; proces pirolizy prowadzony jest w atmosferze beztlenowej przy niewielkiej emisji CO2.
W dalszej części artykułu:
Gospodarka wodorowa – możliwości wykorzystania
Przykłady z Polski
Strategie wodorowe
Cały artykuł dostępny jest w numerze 1/2024 miesięcznika „Inżynier Budownictwa”
mgr inż. Piotr Napierała
>>> Rola systemów automatyki budynkowej w kontekście zrównoważonego budownictwa jednorodzinnego
>>> Budynki blisko zeroenergetyczne – zastosowanie pomp ciepła i instalacji fotowoltaicznych
>>> Jak tańszym kosztem osiągnąć niski wskaźnik energii pierwotnej?
