Czy wodór można uznać za źródło energii odnawialnej? Wodór sam w sobie nie jest źródłem energii odnawialnej, lecz nośnikiem energii – aby wodór mógł być traktowany jako odnawialny, jego produkcja musi opierać się na energii z odnawialnych źródeł energii (OZE) i spełniać rygorystyczne normy zeroemisyjności na każdym etapie cyklu produkcyjnego [1][2][3][4].
Definicja i charakterystyka wodoru odnawialnego
Wodór odnawialny jest gazem wytwarzanym podczas elektrolizy wody z użyciem energii wyłącznie z OZE, takiej jak energia wiatru, słońca lub wody. Podczas spalania wodoru produktem ubocznym jest wyłącznie para wodna, co czyni cały proces zeroemisyjnym, jeśli sama produkcja wodoru oparta jest na czystym źródle energii [1][2][3].
Wodór, w kontekście energetycznym, pełni rolę nośnika energii: magazynuje energię wyprodukowaną przez niestabilne źródła OZE i umożliwia jej późniejsze wykorzystanie. Sam nie jest pierwotnym źródłem energii, jak wiatr czy słońce. Jego odnawialny charakter jest ściśle uzależniony od źródła energii zużytej przy produkcji. Jeśli użyta energia elektryczna pochodzi z paliw kopalnych – wodór traci tę cechę i jest nazywany szarym lub niskoemisyjnym [4][1][7].
Mechanizm produkcji zielonego wodoru
Kluczowym procesem produkcji odnawialnego wodoru pozostaje elektroliza wody, polegająca na rozkładzie cząsteczek H2O na tlen i wodór za pomocą prądu elektrycznego. W modelu Power-to-Gas (P2G) nadmiar energii z farm fotowoltaicznych lub wiatrowych jest konwertowany w ten sposób do wodoru, który przechowywany jest w sieciach gazowych bądź wykorzystywany do innych celów przemysłowych [1][3].
Dla uzyskania zerowej emisji CO₂ cały proces wymaga zastosowania wyłącznie energii wytworzonej przez źródła odnawialne. Sam proces spalania wodoru w silniku albo kotle wodorowym jest całkowicie czysty – nie powstają tlenki azotu ani siarki, nie emitowane są też pyły. Tymczasem konwencjonalna produkcja wodoru (tzw. szary wodór) generuje ilości CO₂ przewyższające nawet 9 kg na każdy kilogram wodoru. Wersja niskoemisyjna, zgodnie z normą UE, nie powinna przekraczać limitu 5,8 kg CO₂/kg H₂, ale też nie bywa uznawana za odnawialną [1][7][8].
Znaczenie zielonego wodoru w systemie energetycznym
Wodór odnawialny zyskuje kluczowe znaczenie ze względu na swoje funkcje magazynowania dużych ilości energii oraz możliwość dostarczania jej do sektorów trudnych do zelektryfikowania. W przemyśle działa jako surowiec do produkcji amoniaku, rafinacji oraz źródło ciepła dla hutnictwa czy przemysłu cementowego, gdzie dekarbonizacja jest trudna do osiągnięcia innymi metodami [1][3][4].
Elastyczność pozwala mu stabilizować systemy energetyczne – poprzez konwersję nadwyżek trudnych do zagospodarowania w innych momentach. Europejska Unia Europejska definiuje go z zasadą dodatkowości: produkowany ma być wyłącznie wtedy, gdy występuje rzeczywisty nadmiar zielonej energii w systemie. To wsparcie dla zielonej transformacji, szczególnie w odniesieniu do celów klimatycznych polityki REPowerEU, gdzie przewiduje się do 2030 roku produkcję 10 mln ton wodoru odnawialnego, co będzie wymagało aż 500 TWh czystej energii elektrycznej [5][6].
Kluczowe komponenty i technologiczne zależności
Produkcja i wykorzystanie wodoru odnawialnego zależą od sprawnych elektrolizerów, dostępnej infrastruktury OZE i systemów magazynowania oraz transportu wodoru. Warunkiem dalszego rozwoju pozostaje zwiększanie możliwości produkcyjnych farm wiatrowych i fotowoltaicznych, a także rozwój technologii Power-to-Gas, pozwalających na zamianę energii niestabilnej w postaci łatwej do przechowywania i transportu [1][3].
Ekosystem oparty o wodór czysty, wspierany przez inwestycje unijne, jest coraz lepiej zintegrowany z krajowymi i regionalnymi sieciami. Staje się mostem łączącym sektory energetyczne i przemysłowe, przyczyniając się do redukcji emisji w miejscach, gdzie elektryfikacja nie jest możliwa lub opłacalna [4][6].
Rynek i aktualne trendy
Obecnie główną część światowego rynku wodoru stanowi wodór szary – produkowany z paliw kopalnych metodami silnie emisyjnymi. Udział zielonego wodoru jest jeszcze marginalny, lecz dynamicznie rośnie dzięki unijnym regulacjom i politykom klimatycznym UE. Wdrażane inwestycje i wsparcie dla projektów OZE mają na celu odejście od metod konwencjonalnych na rzecz technologii o zerowym śladzie węglowym [8][5][6].
Ewolucja rynku prowadzi do powstania sieci produkcji, przesyłu i dystrybucji wodoru odnawialnego jako kluczowego elementu systemów dekarbonizowanych. Wperspektywie kilkunastu lat można oczekiwać znacznego wzrostu udziału wodoru z OZE, zwłaszcza w sektorach, gdzie klasyczne rozwiązania nie przynoszą pożądanych efektów środowiskowych i energetycznych [6][4].
Podsumowanie: Czy wodór jest źródłem energii odnawialnej?
Odpowiedź jest jednoznaczna: wodór nie jest pierwotnym źródłem energii odnawialnej, lecz wysokowydajnym nośnikiem energii. Jego odnawialność i zeroemisyjność mogą być zagwarantowane tylko przez produkcję z wykorzystaniem wyłącznie energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych. Tak powstający zielony wodór jest ważnym narzędziem dekarbonizacji przemysłu i energetyki oraz wsparciem w stabilizowaniu pracy sieci z wysokim udziałem niestabilnych OZE [1][2][5][6].
Rozwój tej technologii oraz polityczne i ekonomiczne wsparcie dla czystych metod produkcji wodoru powinny w najbliższych latach przełożyć się na wyraźną zmianę w strukturze rynku energetycznego, prowadząc do stopniowego odchodzenia od paliw kopalnych i coraz większego udziału zeroemisyjnych nośników energii w globalnym miksie [6][8].
Źródła:
- [1] https://electrum.pl/jak-powstaje-zielony-wodor/
- [2] https://portalochronysrodowiska.pl/w/wodor-odnawialny-3543.html
- [3] https://seshydrogen.com/zielony-wodor-co-to-jest-i-jak-sie-go-wytwarza-jakie-ma-zastosowania/
- [4] https://www.ekoenergiapolska.pl/aktualnosci/wodor-kluczowym-elementem-energetycznej-przyszlosci/
- [5] https://www.energetyka-rozproszona.pl/artykuly/komisja-europejska-proponuje-definicje-odnawialnego-wodoru/
- [6] https://poland.representation.ec.europa.eu/news/wodor-odnawialny-2023-02-15_pl
- [7] https://stat.gov.pl/metainformacje/slownik-pojec/pojecia-stosowane-w-statystyce-publicznej/4543,pojecie.html
- [8] https://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-5d63a8c8-8205-44f9-bf5f-382e074bccab/c/magazyn_ne_01_2024-part-20-part-3.pdf
EnergiaPoradnik.pl to specjalistyczny portal branżowy poświęcony technologiom odnawialnych źródeł energii. Dostarczamy praktycznej wiedzy o fotowoltaice, pompach ciepła, energii wiatrowej, systemach geotermalnych oraz rozwiązaniach biomasowych.