Wszystko wskazuje na to, że Europejski Zielony Ład w znacznej mierze będzie się opierał na rozwoju technologii wodorowych. W roku 2020 Komisja Europejska opublikowała „Strategię wodorową dla neutralnej klimatycznie Europy”. Wynika z niej jasno, że wodór będzie paliwem, które zrewolucjonizuje unijną energetykę oraz pozwoli na pełniejsze wykorzystanie potencjału odnawialnych źródeł energii. UE zaplanowała na najbliższe lata potężne wsparcie dla rozwoju produkcji tzw. „zielonego” wodoru, tj. wodoru uzyskiwanego w wyniku elektrolizy z wykorzystaniem energii elektrycznej pochodzącej z odnawialnych źródeł energii (OZE). Według planów UE w roku 2040 roczna produkcja „zielonego” wodoru powinna wynosić 10 mln ton. Warto zaznaczyć, że aktualnie światowa produkcja wodoru wynosi ok. 70 mln Mg, z czego aż 95% uzyskuje się metodą reformingu parowego metanu zawartego w gazie ziemnym.

Polska z produkcją wodoru na poziomie ok. 1 miliona Mg jest jednym z większych światowych producentów wodoru – 3 producent w Europie i 12 na świecie. Niestety w Polsce produkujemy głównie tzw. wodór „szary”, który powstaje na drodze reformingu parowego metanu, a jako surowiec wykorzystujemy gaz ziemny pozyskiwany ze złóż naturalnych. Oprócz wodoru, produktem reformingu jest niestety CO2. Z punktu widzenia neutralności klimatycznej ta technologia pozyskiwania wodoru ma dwa mankamenty – surowcem jest paliwo kopalne, a produktem ubocznym CO2. Istnieją jednak co najmniej trzy alternatywne ścieżki realizacji procesu, które eliminują ww. problemy. Pierwszą jest wykorzystanie technologii wychwytu CO2, co jednak w znaczący sposób podnosi cenę produkowanego wodoru. Drugą jest wykorzystanie zielonego surowca jakim jest biometan. Tutaj jednak w dalszym ciągu nasz potencjał produkcyjny jest „niewykorzystany” i wymaga rozwoju zarówno w obszarze mocy wytwórczych, jak i powszechnego stosowania modułów pozwalających na uszlachetnianie biogazu do biometanu. Trzecią, a zarazem najbardziej perspektywiczną na przyszłość, jest technologia pirolizy metanu. W tej technologii surowcem powszechnie jest gaz ziemny, ale mogą to być również struktury polimerowe, które pod wpływem temperatury i ewentualnie również katalizatorów, rozkładają się do gazowego wodoru oraz węgla pierwiastkowego, dając bardzo szerokie możliwości produkcji prawdziwie bezemisyjnych paliw i surowców. Uzyskiwany wodór wyczerpuje wszystkie możliwe ścieżki energetycznych i chemicznych zastosowań, a powstający węgiel jako „czysty”, tj. pozbawiony substancji mineralnej, może być wykorzystany w procesach metalurgicznych, adsorpcyjnych, chemicznych czy katalitycznych, ale również może stanowić platformę umożliwiającą proste i trwałe usuwanie CO2 ze środowiska. Możliwa jest również ścieżka, w której wytworzony w procesie wodór wraz z zewnętrznym strumieniem CO2, uzyskiwanym poprzez odwróconą reakcję konwersji tlenku węgla z parą wodną (water-gas shift reaction), kierowany jest do syntezy chemicznej, a powstałe w ten sposób produkty mogą dodatkowo pogłębiać „ujemny ślad węglowy” tej metody. Aktualnie prowadzonych jest kilka dużych europejskich projektów ukierunkowanych na rozwój technologii pirolizy metanu (BASF, TNO). O skali problemu z którym się mierzymy powinno świadczyć, że przez ostatnich 30 lat w dalszym ciągu nie byliśmy świadkami przemysłowej demonstracji. Niemniej, potencjał leżący w pirolizie metanu powoduje, że nieprzerwanie inwestujemy własne siły i środki w rozwiązywanie problemów stojących na drodze do wdrożenia tej przełomowej technologii.

 



Autor: Tomasz Radko
Zakład Gospodarki o Obiegu Zamkniętym
kontakt: tradko@ichpw.pl | tel.: 32 62 16 752