Orlen zakłada, że w 2030 r. produkcja odnawialnego wodoru w grupie wyniesie ok. 130 tys. t. Wydatki inwestycyjne na technologie wodorowe w najbliższych siedmiu latach ukształtują się na poziomie 7,4 mld zł. Koncern zamierza produkować wodór na potrzeby wewnętrznych procesów produkcyjnych, będzie też oferować go na rynku jako paliwo dla transportu ciężkiego.
Unia Europejska przewiduje, że do 2030 r. Europa będzie zużywać rocznie 20 mln t wodoru nisko- i zeroemisyjnego, z czego 10 mln t produkowanych będzie na miejscu, a kolejne 10 mln t trzeba będzie sprowadzić z zewnątrz. Wspólnota oferuje liczne programy pomocowe z myślą o rozwoju gospodarki opartej na wodorze. Na ten cel będą kierowane znaczące kwoty. Także Polska ma ambitną strategię wodorową. Zakłada ona, że moc instalacji do produkcji niskoemisyjnego wodoru do 2025 r. wyniesie 50 MW, a do 2030 r. 2 GW. Powstać ma co najmniej pięć dolin wodorowych w kraju. Szacuje się, że do końca dekady w użyciu będzie od 800 do 1000 autobusów wodorowych. Paliwo będzie dostępne na co najmniej 32 stacjach.
Najbardziej znaną formą produkcji zielonego wodoru jest elektroliza wody z użyciem odnawialnej energii elektrycznej. Woda (H2O) jest rozkładana w tym procesie na tlen (O2) i wodór (H2) pod wpływem bezpośredniego działania prądu elektrycznego przepływającego przez elektrody w wodzie.
Orlen coraz więcej inwestuje w projekty OZE. Buduje farmy wiatrowe na morzu i lądzie oraz elektrownie słoneczne, tworzy sieć biogazowni. Zielonej energii będzie więc przybywać. Gdy okresowo nie będzie się ona mieścić w systemie, będzie wykorzystywana do produkcji wodoru. Nie będzie to jednak typowy magazyn energii, Orlen nie zamierza produkować później z powrotem energii elektrycznej z wodoru ze względu na istotne straty na konwersji. Będzie on wykorzystywany w procesie dekarbonizacji aktywów rafineryjnych i nawozowych oraz w transporcie, jako paliwo zeroemisyjne.
Kierunek: zielony wodór
Grupa Orlen już teraz produkuje i jednocześnie zużywa ponad 0,5 mln t wodoru w ciągu roku. Na razie jest to wodór szary, produkowany głównie z gazu ziemnego w technologii reformingu parowego metanu. Dodatkowo w czeskich zakładach grupy jest on wytwarzany w procesie zgazowania pozostałości ropy naftowej. Następnie jest wykorzystywany w procesach rafineryjnych, gdzie służy do oczyszczania i odsiarczania produktów paliwowych, jak również w segmencie chemicznym.
Spółka w ramach programów pilotażowych wytwarza już niewielkie ilości wodoru odnawialnego. Ten kierunek będzie intensywnie rozwijać. W ogłoszonej w ubiegłym roku strategii wodorowej zapowiedziała, że do 2030 r. chce mieć 540 MW nowych mocy nisko- i zeroemisyjnego wodoru. Będzie to stanowić ok. 50 proc. całej produkcji w firmie. W perspektywie długoterminowej przewaga wodoru zielonego zwiększy się do ok. 80 proc.
Koncern chce intensywnie rozwijać segment wodorowy, wpisując się w trendy europejskie i krajowe. Zamierza wykorzystać synergie powstałe po połączeniu Orlenu, Energi, Lotosu i PGNiG. Każdy z tych podmiotów realizował własne projekty w tym zakresie. Połączenie umożliwi szybszy i efektywniejszy rozwój. W zależności od potrzeb, grupa będzie rozważać uzupełniająco import tego produktu, np. z krajów, gdzie nasłonecznienie jest dużo większe lub z kierunków, gdzie jest rozwinięta morska energetyka wiatrowa na dużą skalę. Trzeba jednak mieć na uwadze, że transport wodoru wiąże się ze śladem węglowym. Im większa odległość, tym ślad węglowy większy. Na koniec wszystkie te kwestie będą musiały zostać uwzględnione.
Orlen planuje budowę 10 hubów wodorowych w Polsce, Czechach i na Słowacji, które pozwolą na produkcję wodoru w sposób rozproszony, w celu minimalizacji kosztów logistyki. Zgodnie ze zaktualizowaną strategią Grupy Orlen do 2030 r. koncern ma w planach produkcję 130 tys. t wodoru odnawialnego oraz 70 tys. paliw syntetycznych.
Zielone paliwo dla transportu
Koncern zamierza produkować wodór nisko- i zeroemisyjny nie tylko na potrzeby własne, do procesów produkcyjnych w rafineriach czy zakładach chemicznych. Może on być też współspalany w blokach gazowych należących do grupy. Będzie również wytwarzany na potrzeby transportu - do zasilania ciężarówek, statków, lokomotyw czy samolotów. To naturalny kierunek w przypadku producenta paliw, który musi ograniczać emisje i przeprowadzać transformację na wszystkich poziomach swojej działalności.
Tego typu plany muszą uwzględniać rozwój infrastruktury do tankowania wodoru. Koncern uruchomił pierwszą stację w ubiegłym roku. Powstała ona w Krakowie, obsługuje autobusy miejskie. Kolejne stacje zostaną w bieżącym roku uruchomione w Czechach (Praga, Litvinov) i w Polsce (Poznań i Katowice). Do końca tej dekady grupa będzie mieć ponad 100 punktów tankowania wodoru - w Polsce (57), w Czechach (28) i na Słowacji (26). Na budowę części z nich pozyskała już finansowanie.
Celem grupy jest obniżenie wskaźnika emisyjności paliw w możliwie szybkim tempie. Emisje z wodoru szarego wytwarzanego z gazu wynoszą od 9 do ponad 10 kg dwutlenku węgla na 1 kg produktu. W przypadku wodoru odnawialnego, nisko- lub zeroemisyjnego jest to już poniżej 3 kg dwutlenku węgla na 1 kg produktu. Ten wskaźnik jest argumentem za rozwojem produkcji wodoru w procesie elektrolizy, przy wykorzystaniu energii odnawialnej ze źródeł OZE lub w instalacjach przetwarzania odpadów komunalnych. Ale w grę wchodzi również wychwytywanie i wykorzystanie lub magazynowanie dwutlenku węgla w procesie reformingu parowego metanu.
Współpraca przyniesie korzyści
Koncern, mając świadomość planów dynamicznego rozwoju technologii wodorowej w kraju, nawiązuje partnerstwa z innymi podmiotami. W 2021 r. powołał Mazowiecką Dolinę Wodorową, gdzie współpracuje ze sobą 37 partnerów naukowych, biznesowych i finansowych. Integracja biznesu ze światem nauki ma umożliwić rozwój inwestycji wodorowych na dużą skalę, co będzie korzystane zarówno dla krajowego przemysłu, jak i dla całej polskiej gospodarki. Orlen jako lider projektu odpowiedzialny jest za określenie celów tego przedsięwzięcia i przygotowanie strategii działania. Współpraca będzie polegać na wymianie informacji, pracach badawczo-rozwojowych i na realizacji wspólnych przedsięwzięć.
Po połączeniu z Lotosem Orlen myśli o powołaniu kolejnej doliny wodorowej na Pomorzu. To doskonała lokalizacja na budowę tego typu ośrodka ze względu na duży popyt na wodór w tym regionie. W Gdańsku działa rafineria, jak sygnalizował Orlen, analizowana jest tam budowa zakładu petrochemicznego. Dodatkowo duże zapotrzebowanie na wodór jako paliwo będzie zgłaszać transport morski. Ponadto budowane w okolicy morskie farmy wiatrowe będą zapewniać dopływ zielonej energii, co umożliwi lokalną produkcję wodoru opartą na elektrolizie.
Do 2025 r. firma chce też uruchomić wyspecjalizowaną pracownię wodorową w Centrum Badawczo-Rozwojowym w Płocku. Będzie ona realizować testy i badania na instalacjach produkcji wodoru, jego oczyszczania, a także badać kwestie magazynowania i transportu.
/>
ms
____________________________________________________
W Akademii Wodorowej będziemy kształcić przyszłych ekspertów
/>
Przygotowania do rozwoju gospodarki wodorowej są prowadzone w Orlenie wielotorowo. Koncern od lat produkuje wodór szary, który jest zużywany przy procesach produkcyjnych grupy. Mając na uwadze trendy rynkowe i ambitne plany redukcji emisji, realizujemy także pierwsze projekty, w ramach których zaczynamy już produkować niewielkie ilości wodoru odnawialnego. Trwają intensywne prace badawczo-rozwojowe nad poprawą efektywności technologii produkcji wodoru, jak też jego logistyki, jednocześnie staramy się organizować finansowanie dla przyszłych projektów wodorowych.
Strategia wodorowa Orlenu zakłada, że w bieżącej dekadzie inwestycje w tym segmencie wyniosą 7,4 mld zł. Wyzwanie jest ogromne, mowa bowiem o budowie całej infrastruktury dla nowego paliwa, od produkcji po tankowanie u klienta. Trzeba stworzyć nową gałąź gospodarki, a to zazwyczaj wiąże się z koniecznością pokonania bariery wejścia na rynek.
Jest wiele mechanizmów i instrumentów finansowych, z których można korzystać, obejmujących również bezzwrotne dofinansowanie. Dostępny jest program Connecting Europe Facility (CEF), zarządzany przez Komisję Europejską, z którego środki są kierowane na budowę infrastruktury w Europie, ale też mechanizm IPCEI (Important Projects of Common European Interest) dla projektów mających duże znaczenie dla gospodarki europejskiej, który umożliwia udzielenie dużo większego wsparcia, niż oferują inne programy. Korzystamy też z krajowych środków pochodzących m.in. z Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska. Dotychczas udało nam się pozyskać decyzje na dofinansowanie dla projektów wodorowych na poziomie ponad 0,5 mld euro. To znacząca kwota.
Bardzo dużą wagę przykładamy do badań i prac nad rozwojem technologii, by były one jeszcze bardziej efektywne, dostępne i wydajne. Projekty związane z produkcją wodoru czy budową infrastruktury są wciąż na granicy opłacalności. Pracujemy nad poprawą sprawności produkcji wodoru odnawialnego, obniżeniem kosztu jego wytworzenia, dokładamy starań, by jego produkcja była konkurencyjna i opłacalna.
Cały świat pracuje nad nowym typem elektrolizerów, urządzeń, które są niezbędne do produkcji zielonego wodoru. Do tej pory technologią najbardziej popularną, dostępną od lat, były elektrolizery alkaiczne. Ich sprawność wynosi 60-65 proc. Pojawiły się już jednak elektrolizery membranowe, tzw. typu PEM (Proton Exchange Membrane), których sprawność jest wyższa i które dodatkowo mogą pracować w zmiennych warunkach obciążenia - umożliwiają elastyczność produkcji wodoru, jeśli zachodzi taka potrzeba, od 10 proc. do 100 proc. Ponadto na rynek wchodzą jeszcze nowsze technologie elektrolizerów wysokotemperaturowych, opartych na materiałach stałotlenkowych. Ich sprawność jest bardzo wysoka, wynosi ponad 80 proc. To jest już bardzo dobra konwersja energii elektrycznej do wodoru.
Drugim elementem, na którym skupiają się prace badaczy, są projekty związane z wytwarzaniem pochodnych wodoru. Mowa o produktach, które jest łatwiej transportować niż wodór. Mam na myśli produkcję paliw syntetycznych, paliwa lotniczego eJET, syntezę metanolu, syntezę amoniaku. Technologie te są jeszcze dopracowywane pod kątem optymalizacji procesowej czy integracji cieplnej.
Istotnym polem działalności dla naukowców jest logistyka wodoru. Wodór od lat przewozi się w bateriowozach, czyli tzw. trailerach. Dotychczas transport odbywał się w zbiornikach stalowych typu drugiego, w ciśnieniu ok. 200 atmosfer. To oznacza, że jednym ładunkiem można było przewieźć stosunkowo niewielką ilość produktu. Dziś w zakresie transportu technologie mocno się rozwinęły. Dostępne są zbiorniki typu czwartego, zbudowane z kompozytów. Są one dużo lżejsze i - co kluczowe - można w nich transportować wodór w ciśnieniu do 500-700 atmosfer. O ile w stalowym zbiorniku typu drugiego można było przewieźć 300-400 kg wodoru, o tyle w przypadku nowego typu zbiorników można załadować na naczepę nawet do 1 t wodoru.
W grę wchodzi również transport rurociągowy. Dziś, wykorzystując wodór w należących do grupy zakładach, transportujemy go wyłącznie rurociągami. Rurociągi te nie różnią się od gazowych, również są stalowe. Jednak ciśnienie jest niskie, wynosi 30-40 atmosfer. Nie ma więc problemów z nieszczelnościami czy degradacją materiałów. Europa ma plan budowy infrastruktury do przesyłu wodoru, dotyczy on jednak lat 2035 plus. Żeby budować infrastrukturę na taką skalę, musi być już stworzony duży rynek, powinny istnieć wielkoskalowe układy produkcji wodoru.
W celu realizacji ambitnych planów związanych z rozwojem segmentu wodorowego, potrzebujemy wykwalifikowanej kadry eksperckiej. Orlen uruchomił pierwszą w Polsce Akademię Wodorową dla studentów, która ma wykształcić przyszłych inżynierów, naukowców czy nawet prawników, którzy będą przyglądali się tworzonym regulacjom. Wszyscy oni będą budować niskoemisyjną gospodarkę wodorową. Zainteresowanie udziałem w Akademii było bardzo duże. Zakończyliśmy już rozmowy kwalifikacyjne, w marcu zainaugurujemy pierwszą edycję Akademii. Chcemy kształcić studentów nie tylko w zakresie teorii, ale przede wszystkim w kwestiach praktycznych. Będą oni mieli do czynienia z urządzeniami do produkcji wodoru, pojazdami wodorowymi, lokomotywami na wodór. Umiejętności praktyczne młodzi ludzie będą pozyskiwać pod okiem specjalistów z grupy Orlen, Toyoty czy Pesy Bydgoszcz. Firmy te są liderami technologii wodorowych w Polsce. Nawiązaliśmy współpracę z politechnikami z Łodzi, Gdańska i Warszawy oraz z Instytutem KEZO, który dysponuje przekrojem pilotażowych technologii nisko- i zeromisyjnych.
Program Akademii jest rozpisany na siedem zjazdów weekendowych. Najlepszym studentom zaoferujemy wspólnie z partnerami płatne staże. Młodzi ludzie mogą stać się pomostem między biznesem a środowiskiem naukowym, dając szansę na rozwój polskich technologii wodorowych. Bierzemy pod uwagę kontynuację współpracy z uczelniami. Wkrótce zacznie się pierwsza edycja, a my powoli myślimy już o przygotowaniach do drugiej. Wszystko po to, by jak najlepiej rozwijać rynek wodorowy.
Partner
/>