Paliwo przyszłości już dziś - jak miasta wykorzystują wodór?
Z wodorem nie od dziś wiązane są duże nadzieje w zakresie możliwości wykorzystania go jako ekologicznego paliwa przyszłości. Choć przy wielu zaletach tego pierwiastka, istnieją także pewne istotne ograniczenia wpływające na możliwość masowej produkcji wodoru, wiele miast już dziś prowadzi nowatorskie wdrożenia z wykorzystaniem wodoru. Jakie są przykłady takich działań?
Wodór jest najszerzej dostępnym pierwiastkiem, nie tylko na ziemi, ale również w kosmosie. Jest również pierwiastkiem lekkim (14-krotnie lżejszym od powietrza), a jednocześnie bardzo kalorycznym, dzięki czemu pozwala na pozyskanie dużej ilości energii. Kolejną zaletą wodoru jest jego ekologiczność, bo produktem jego spalania jest woda. Wodór już dziś wykorzystywany jest w produkcji przemysłowej, m.in. margaryny. Jakie bariery powodują, że nie jest jeszcze wykorzystywany masowo, choćby jako paliwo napędowe samochodów?
Po pierwsze, wodór jest pierwiastkiem, który trudno jest transportować. Dlatego pomimo faktu, że Polska jest czołowym producentem wodoru w Europie, nie jest on szeroko dostępny, m.in. na stacjach benzynowych. Ponadto, do wytwarzania paliwa z wodoru potrzebna jest energia elektryczna – na 1 kg tego paliwa przypada kilkadziesiąt kWh energii elektrycznej. Właściwie wszystkie sposoby pozyskiwania wodoru, w tym m.in. rafinacja benzyny, rozkład pary wodnej z rozgrzanego koksu czy elektroliza wody, wymagają wykorzystania energii z tradycyjnych paliw kopalnych.
Wszystko to sprawia, że obecnie pozyskiwanie energii z wodoru jest nieopłacane i nieekologiczne. Aby więc wodór mógł być stosowany jako paliwo na naprawdę szeroką skalę, konieczne jest opracowanie mniej energochłonnych metod wytwarzania go. Jednymi z takich metod są technologia kontrolowanej syntezy termojądrowej lub biologiczny proces fermentacji. W kontekście coraz większych problemów na rynkach globalnych z dostępem do „tradycyjnych” surowców napędowych i walką ze zmianami klimatycznymi, prace nad ekologicznym i efektywnym ekonomicznie pozyskiwaniem wodoru będą bez wątpienia tylko zyskiwały na dynamiczności.
Pomimo wskazanych wyżej okoliczności utrudniających masowe wykorzystanie wodoru, wciąż określany jest on mianem „paliwa przyszłości”, a miasta – zarówno polskie, jak i zagraniczne – już dziś rozwijają projekty, których siłą napędową jest właśnie wodór.
Świat
Eksperymentalne miasta Toyoty oparte na wodorze
Futurystyczne wizje stają się rzeczywistością w Japonii. To właśnie tam powstaną od zera dwa miasta oparte na technologiach wodorowych. Budowa pierwszego z nich - Woven City - rozpoczęła się już w 2021 roku. Powstaje ono na terenie Higashi-Fuji Technical Center Toyoty w prefekturze Shizuoka.
Projekt nowego miasta Woven City Toyota zaprezentowała w styczniu 2020 roku na targach CES w Las Vegas. Powstający cyfrowy ekosystem, integrujący ludzi, naturę i najnowsze technologie stanie się poligonem doświadczalnym. Woven City będzie wyróżniało się architekturą bazującą na wykorzystaniu naturalnych materiałów. Miasto zasili energia z wodoru i ze słońca, a transport w nim zapewnią bezemisyjne, autonomiczne pojazdy.Pierwszy etap prac ma zakończyć się w 2024-25 roku. Wówczas ma już powstać niezbędna infrastruktura pozwalająca na przyjęcie pierwszych mieszkańców. Początkowo Woven CIty ma zamieszkiwać ok. 300 osób, wśród których znajdą się pracownicy Toyoty, naukowcy, badacze, jak również zwykli mieszkańcy.
Kolejne prototypowe miasto jest na razie w fazie koncepcyjnej. Za eksperyment odpowiadają Toyota Motor Corporation i władze prefektury Fukushima. W projekcie mają wziąć udział także partnerskie firmy Isuzu i Hino, a powstajacą sieć zasilać będą lokalne zakłady produkujące wodór, m. in. Ośrodek Fukushima Hydrogen Energy Research Field (FH2R). W ramach projektu planuje się zbudowanie modelu wdrożeniowego dostaw wodorowych w supermarketach i sklepach ogólnospożywczych, które pełnią rolę zarówno niezbędnej infrastruktury miejskiej, jak i obszarów ewakuacyjnych w razie katastrofy. Celem programu testowego jest optymalizacja systemu zarządzania transportem wodorowym i tankowaniem pojazdów na ogniwa paliwowe oraz systemu zarządzania energią opartego na lokalnych dostawcach. Po zakończeniu fazy testowej modele wdrożeniowe mają zostać zaadaptowane do innych miast liczących do 300 tys. Mieszkańców na terenie całego kraju.
Przeczytaj więcej:
https://www.woven-city.global/services/
https://truck-van.pl/newsy/bezemisyjne-miasto-przyszlosci/
https://global.toyota/en/newsroom/corporate/35386947.html
Niemcy – kolej na wodór
Od 2018 roku po terenie Dolnej Saksonii pasażerowie mogą poruszać się korzystając z pociągów zasilanych wodorem. Chociaż kolej jest jednym z bardziej ekologicznych środków transportu, wciąż w użyciu jest wiele lokomotyw spalinowych. Pociąg Coradia iLint zbudowany przez zakład Alstom w Salzgitter w Niemczech jest wyposażony w ogniwa paliwowe, które przekształcają wodór i tlen w energię elektryczną. Producent deklaruje, że pojazd jest zeroemisyjny – emituje on jedynie wodę i parę wodną, co stanowi zieloną alternatywę dla konwencjonalnych pociągów, szczególnie na liniach niezelektryfikowanych.
W okresie pilotażowym dwa pociągi Alstom kursowały na trasie o długości ok. 100 km, biegnącej przez Cuxhaven, Bremerhaven, Bremervörde i Buxtehude. Rezerwy paliwa są wystarczająco duże, aby pociąg mógł przejechać ponad tysiąc kilometrów. Pociągi mogą się rozpędzić do maksymalnej prędkości 140 km na godzinę i są bardzo ciche, w porównaniu z lokomotywami spalinowymi. Rozwój Coradia iLint przez Alstom został sfinansowany kwotą 8 milionów euro od rządu Niemiec w ramach Narodowego Programu Innowacji w zakresie technologii wodorowych i ogniw paliwowych (NIP). Po półtorarocznej eksploatacji Alstom otrzymał bezterminową homologację na eksploatację w całych Niemczech. Flota 14 pociągów jeszcze w 2022 roku ma zastąpić będące w użyciu spalinowe jednostki.
Alstom to jednak nie jedyna spółka testująca rozwiązania wodorowe w niemieckich pojazdach szynowych. W maju tego roku Deutsche Bahn i Siemens Mobility zaprezentowały efekt wspólnych prac - pociąg Mireo Plus H napędzany wodorem. realizowany z projektu H2goesRail finansowanego przez Federalne Ministerstwo Cyfryzacji i Transportu (13,74 mln euro).
Przeczytaj więcej:
https://businessinsider.com.pl/wiadomosci/coradia-ilint-firmy-alstom-pociag-oddany-do-uzytku/r2vsyhv
https://www.sektorkolejowy.pl/niemcy-pociagi-wodorowe-zaczna-wozic-pasazerow-jeszcze-tego-lata/
https://www.rynek-kolejowy.pl/mobile/pierwszy-wodorowy-pociag-siemensa-w-bawarii-107172.html
https://www.wnp.pl/logistyka/siemens-zaprezentowal-swoj-pierwszy-pociag-na-wodor,576478.html
H100 Fife, czyli próba dla wodoru w ciepłownictwie
W związku ze złożonymi deklaracjami uzyskania zerowej emisji netto najpóźniej do 2050 roku władze Wielką Brytanii i Szkocji finansują pionierski projekt szkockiej firmy gazowniczej SGN zakładający wykorzystanie zielonego wodoru do ogrzania 300 gospodarstw domowych na wybrzeżu Szkocji. Ogrzewanie centralne jest odpowiedzialne za emisję ok. 37% dwutlenku węgla w UK. Wykorzystanie zeroemisyjnych źródeł ciepła może obniżyć poziom emisji o jedną trzecią.
Projekt będzie realizowany na terenie aglomeracji Levenmouth w szkockim hrabstwie FIfe, położonej nad ujściem rzeki Leven do zatoki Firth of Forth. Wybór Levenmouth jest nieprzypadkowu - to społeczność z istniejącą siecią gazu ziemnego i klientami korzystającymi już z gazu do ogrzewania domów. W pobliżu znajduje się morska turbina wiatrowa ORE Catapult, zapewniająca bezpośrednie źródło czystej energii oraz Energy Park Fife. co daje dostęp do urządzeń, ludzi i umiejętności, które mogą przyczynić się do sukcesu projektu. Miasto ma też bogatą historię energetyczną, niegdyś siedziba jednej z największych kopalń w Szkocji i dużego gracza w eksporcie węgla.
Chętni mieszkańcy regionu będą mieli szansę przejść z gazu ziemnego na wodór. Co ciekawe, zbudowana w ramach programu sieć pozwoli nie tylko na wykorzystanie wodoru do ogrzewania domów, ale też do podgrzewania wody i gotowania.
Pierwszych 300 klientów otrzyma bezpłatne połączenie wodorowe, zamienne urządzenia wodorowe oraz bezpłatną konserwację przez cały czas trwania projektu. Cena gazu wodorowego ma być taka sama jak gazu ziemnego. Pierwsze podłączenia do sieci mają odbyć się w 2023, a okres testowy, w trakcie którego będą zbierana dane zarówno na temat efektywności wodoru, jak i doświadczeń użytkowników projektu potrwa do 2027 roku.
Wodór zasilający instalację będzie stuprocentowo zielony – zostanie wyprodukowany w procesie elektrolizy wody przy użyciu energii z farm wiatrowych na morzu.
Przeczytaj więcej:
https://www.sgn.co.uk/H100Fife
https://ecoreporters.pl/2021/wodor-to-nie-jest-dobry-pomysl-na-ogrzewanie-domu/
Polska
Pierwsza samorządowa spółka wodorowa
Miasto Sanok powołało pierwszą w Polsce samorządową spółkę wodorową. Powstanie spółki 25 lipca tego roku ogłosił burmistrz Sanoka Tomasz Matuszewski. Jest to ważny krok w kierunku transformacji energetycznej, a także szansą dla miasta i regionu na stworzenie przewagi konkurencyjnej.
Projekt zakłada modernizację modernizację systemu ciepłowniczego w mieście oraz budowę nowych odnawialnych oraz opartych na wodorze źródeł wytwarzania energii. Inwestycja obejmie przede wszystkim: utworzenie własnych źródeł wytwórczych energii elektrycznej – instalacji fotowoltaicznej, instalacji nowoczesnej pompy ciepła obniżającej emisje dwutlenku węgla oraz gazów cieplarnianych przy równoczesnym zwiększeniu produkcji energii, budowę magazynu energii, budowę instalacji do elektrolizy oraz budowę stacji tankowania wodoru oraz szybkiego ładowania. Kluczowym partnerem dla miasta będzie Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Przy rozwoju inwestycji niezwykle istotne jest również kształcenie kadr, które będzie w stanie zapewnić utrzymanie infrastruktury w przyszłości. W związku z tym już w tym roku na Uczelni Państwowej im. Jana Grodka w Sanoku zostanie uruchomiona nowa specjalność: energetyka wodorowa.
Na terenie miasta obecnie działają dwie ciepłownie, z czego jedna, należąca do prywatnej firmy, wypowiedziała umowę na dostarczanie ciepła z dwuletnim okresem wypowiedzenia. Lokalne bezpieczeństwo energetyczne oraz obniżenie cen energii dla mieszkańców i przedsiębiorców z Sanoka – to dwie najważniejsze przesłanki, które stały się podstawą Samorządowej Spółki Wodorowej. Kwestie związane z transformacją energetyczną stanowią duże wyzwanie dla wielu miast. Projekty wodorowe mają na celu zwiększenie odporności miast na nadchodzące kryzysy i przyspieszenie osiągnięcia neutralności klimatycznej.
Przeczytaj więcej:
https://www.gov.pl/web/fundusze-regiony/powstala-pierwsza-w-polsce-samorzadowa-spolka-wodorowa
Wielkopolska promuje technologie wodorowe
W maju 2022 odbyło się pierwsze Środkowoeuropejskie Forum Technologii Wodorowych H2POLAND, którego gospodarzem regionalnym był Samorząd Województwa Wielkopolskiego. Forum skierowane jest do przedstawicieli: administracji rządowej, jednostek samorządu terytorialnego, przedsiębiorców, środowiska nauki oraz biznesu. Celem inicjatywy jest stworzenie projektu opartego o współpracę międzyśrodowiskową na rzecz maksymalizacji udziału polskich zasobów produkcyjnych i usługowych w łańcuchu dostaw w toku realizacji inwestycji wodorowych.
H2POLAND zdominowały dyskusje nad wyzwaniami i zadaniami, z jakimi mierzą się samorządy oraz biznes wkraczające w erę wodoru. Prelegenci z kraju i świata debatowali na temat transformacji energetycznej, m.in. w kontekście minionej pandemii koronawirusa, trwającej wojny w Ukrainie oraz źródłach pozyskiwania niskoemisyjnego wodoru. Nie bez znaczenia w organizacji H2POLAND, jest fakt, że Polska jest piątym na świecie i trzecim w Unii Europejskiej producentem wodoru. To zarówno wyzwanie związane z dekarbonizacją tej produkcji, jak i szansa rozwojowa.
Kolejna edycja wydarzenia zaplanowana jest na 16-17 maja 2023 roku.
Przeczytaj więcej:
https://www.h2poland.com.pl/pl
Autobusy wodorowe pojawią się w polskich miastach
Wodór ma potencjał stać się w przyszłości jednym z najważniejszych paliw w transporcie, również w komunikacji publicznej. W tej chwili powszechnym rozwiązaniem są pojazdy elektryczne, jednak doskonałą alternatywą dla nich są pojazdy wodorowe. Umożliwiają bezemisyjną eksploatację, a ich tankowanie trwa znacznie krócej. Z tego powodu coraz więcej samorządów decyduje się na testowanie autobusów zasilanych wodorem.
Od 24 czerwca tego roku mieszkańcy Krakowa mogą podróżować autobusem wodorowym, który będzie kursował na linii nr 128 (Zajezdnia Płaszów – Prądnik Czerwony). MPK Kraków będzie zasilać pojazd wodorem z mobilnej stacji tankowania utworzonej przez spółkę ORLEN. Paliwo wodorowe produkowane będzie w hubie wodorowym w Trzebini. Do końca tej dekady takich centrów Orlenu w Polsce i w regionie ma powstać 10, a stacji ładowania wodorem - ok. 100, 57 w Polsce, 28 w Czechach i 26 na Słowacji. Krakowski przewoźnik w najbliższych latach planuje zakup nawet 150 autobusów zasilanych wodorem. W 2023 r. planowane jest otwarcie publicznych stacji wodorowych w Poznaniu i Katowicach, które będą dostępne dla wszystkich użytkowników pojazdów wodorowych.
Testy autobusu wodorowego prowadzone są także przez Miejskie Przedsiębiorstwo Komunikacyjne we Wrocławiu. Od 27 czerwca do 1 lipca br. po wrocławskich ulicach kursował NesoBus - polski autobus wodorowy. Autobus ten można było również w tym roku zobaczyć na ulicach w Gdyni. Podobne działania zapowiedział już Rybnik. Miasto planuje kupić 20 sztuk autobusów zasilanych wodorem, które na ulice trafią prawdopodobnie w 2023 r. Wcześniej jednak miasto chce uruchomić stację wodorową do tankowania samochodów osobowych i autobusów.
Zakup kolejnych wodorowych pojazdów dla wielu miast będzie możliwy dzięki dofinansowaniu Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (NFOŚiGW) prowadzonemu w ramach programu Zielony. W ramach złożonych wniosków planowany jest zakup 48szt. autobusów wodorowych oraz budowa 2 stacji tankowania wodoru.
Przeczytaj więcej:
https://www.teraz-srodowisko.pl/aktualnosci/autobusy-wodor-polskie-miasta-testy-12087.html