Kierunki rozwoju gospodarki wodorowej w Polsce

• Autorzy: Błesznowski Marcin , Łazor Monika , Razumkova Katsiaryna , Skrzypkiewicz Marek , Motyliński Konrad , Wierzbicki Michał , Boguszewicz Paweł , Kupecki Jakub

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2022.9.3

Warianty tytułu

EN

Development perspectives for the hydrogen economy in Poland

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Globalny rynek energii stoi przed nie lada wyzwaniem związanym z koniecznością zaspokojenia nieustannie wzrastającego zapotrzebowania na niskoemisyjne paliwa ciekłe, gazowe i energię elektryczną, wzrost efektywności produkcji paliw oraz redukcję emisji gazów cieplarnianych. Rozwój technologii wodorowych oraz zwiększenie zastosowania wodoru w zrównoważonym systemie elektroenergetycznym stanowi realną propozycję rozwiązania tych kwestii. Niniejszy artykuł zawiera zbiór kluczowych zagadnień dotyczących wodoru i technologii wodorowych. Definiuje gospodarkę wodorową poprzez wskazanie zapotrzebowania na ten surowiec z uwzględnieniem prognozy jego popytu w Polsce wraz z podziałem na poszczególne sektory gospodarki. Prezentuje strukturę produkcji energii elektrycznej, a także przedstawia możliwe warianty wdrożenia wodoru w elektroenergetyce, ciepłownictwie, a także w szeroko rozumianym transporcie, jako alternatywne paliwo. W artykule przeanalizowano mechanizmy wytwarzania wodoru z wykorzystaniem procesu elektrolizy definiując przy tym ich energochłonność czy też wady i zalety wybranych elektrolizerów: alkaliczny, PEM i SOE. Następnie opisano metody i koszty magazynowania, transportu oraz dystrybucji wodoru. Uwypuklono także kwestię integracji międzysektorowej oraz dekarbonizacji transportu i przemysłu. Dodatkowo, przedstawione zostały wybrane polskie projekty dotyczące technologii wytwarzania i wykorzystania wodoru.

EN

The global energy market is facing a major challenge in terms of meeting the constantly growing demand for clean liquid and gaseous fuels, electricity, improving the efficiency of fuel and energy production and reducing greenhouse gas emissions. On these issues, the development of hydrogen technologies and the increased use of hydrogen in sustainable energy system is a promising pathway to solve the mentioned challenges. This article is a collection of key issues concerning hydrogen gas and related technologies. It defines the hydrogen economy by indicating the demand for it, taking into account the forecast of hydrogen demand in Poland for various sectors of the economy. The paper reveals the structure of electricity production and presents the existing possibilities of implementing hydrogen not only in the electricity and heating sectors, but also in the transport sector as an alternative fuel. The work analyses the mechanisms of hydrogen production using the electrolysis process, defining their energy consumption, advantages and disadvantages of alkaline, PEM and SOE electrolysers. The article briefly describes hydrogen storage, transport and distribution routes and costs. The concept of sector coupling and decarbonisation of the transport and industry sectors are also outlined. In addition, selected polish hydrogen-related projects are presented.

Słowa kluczowe

PL

wodór; gospodarka wodorowa; paliwa alternatywne; dekarbonizacja; alternatywne źródła energii; elektroliza

EN

hydrogen; hydrogen economy; alternative fuels; decarbonisation; alternative energy sources; electrolysis

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 9
• Strony: 19--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Błesznowski Marcin

• Centrum Technologii Wodorowych (CTH2), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska
• Zakład Wysokotemperaturowych Procesów Elektrochemicznych (CPE), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska

autor

Łazor Monika

• Centrum Technologii Wodorowych (CTH2), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska
• Zakład Wysokotemperaturowych Procesów Elektrochemicznych (CPE), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska

autor

Razumkova Katsiaryna

• Centrum Technologii Wodorowych (CTH2), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska
• Zakład Wysokotemperaturowych Procesów Elektrochemicznych (CPE), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska
• Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (MEiL), Politechnika Warszawska, ul. Nowowiejska 24, 00-665 Warszawa, Polska

autor

Skrzypkiewicz Marek

• Centrum Technologii Wodorowych (CTH2), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska
• Zakład Wysokotemperaturowych Procesów Elektrochemicznych (CPE), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska

autor

Motyliński Konrad

• Centrum Technologii Wodorowych (CTH2), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska
• Zakład Wysokotemperaturowych Procesów Elektrochemicznych (CPE), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska

autor

Wierzbicki Michał

• Centrum Technologii Wodorowych (CTH2), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska
• Zakład Wysokotemperaturowych Procesów Elektrochemicznych (CPE), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska
• Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (MEiL), Politechnika Warszawska, ul. Nowowiejska 24, 00-665 Warszawa, Polska

autor

Boguszewicz Paweł

• Centrum Technologii Wodorowych (CTH2), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska
• Zakład Wysokotemperaturowych Procesów Elektrochemicznych (CPE), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska
• Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (MEiL), Politechnika Warszawska, ul. Nowowiejska 24, 00-665 Warszawa, Polska

autor

Kupecki Jakub

• Centrum Technologii Wodorowych (CTH2), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska
• Zakład Wysokotemperaturowych Procesów Elektrochemicznych (CPE), Instytut Energetyki - Instytut Badawczy, ul. Augustówka 36, 02-981 Warszawa, Polska

Bibliografia

• [1] "Ammonia Energy Association.” https://www.ammoniaenergy.org/articles/.
• [2] "Bezpieczne magazynowanie wodoru ecoprius.” https://ecoprius.pl/pl/bezpieczne-magazyny-wodoru.html.
• [3] "BloombergNEF" https://about.bnef.com/.
• [4| Brodacki D.et al., 2021.”Zielony wodór z OZE w Polsce. Wykorzystanie energetyki wiatrowej i PV do produkcji zielonego wodoru jako szansa na realizację założeń Polityki Klimatyczno-Energetycznej UE w Polsce”. [Online]: http://psew.pl/raport-zielony-wodor/.
• [5] Cao Y., Y. Yang, X. Zhao, and Q. Li, „A Review of Seasonal Hydrogen Storage Multi-Energy Systems Based on Temporal and Spatial Characteristies,” J. Renew. Mater., vol. 9, no. 11, pp. 1823-1842, 2021, doi: 10.32604/jrm.2021.015722.
• [6] „Greenhouse gas emissions from transport in Europe. European Enviroment Agency,” 2021. https://www.eea.europa.eu/ims/greenhouse-gas-emissions-from-transport.
• [7] IRENA, „Geopolitics of the Energy Transformation: The Hydrogen Factor,” 2022.
• [8] IRENA, „World Energy Transitions Outlook: 1.5℃ Pathway” 2022.
• [9] Jędra M., „Transformacja energetyczna w Polsce,” 2022. [Online]: https://www.forum-energii.eu/pl/analizy/transformacja-2021.
• [10] Jorschick H., M. Vogl, P. Preuster, A. Bösmann, and P. Wasserscheid, „Hydrogenation of liquid organic hydrogen carrier systems using multicomponent gas mixtures,” Int. J. Hydrogen Energy, 2019.
• [11] Kupecki J. et al., „Analiza potencjału technologii wodorowych w Polsce do roku 2030 z perspektywą do 2040 roku. W ramach programu priorytetowego nr 5.1.1 "Wsparcie Ministra Klimatu w zakresie realizacji polityki klimatycznej Cześć 1) Ekspertyzy, opracowania, realizacja zobow.” [Online]: http://tekstowa-bip.nfosigw.gov.pl/download/gfx/nfosigw/pl/nfoekspertyzy/858/236/1/analiza_potencjalu technologii_wodorowych_opracowanie_20210621_2.pdf.
• [12] Kupecki J., M. Skrzypkiewicz, and M. Błesznowski, „Towards Hydrogen Societies: Expert Group Meeting Current advancements in hydrogen technology and pathways to deep decarbonisation,” 2018.
• [13] Motylinski K., M. Wierzbicki, S. Jagielski, and J. Kupecki, "Investigation of off-design characteristics of solid oxide electrolyser (SOE) operated in endothermic conditions,” E3S Web Conf., vol. 137, p. 1029, 2019, doi: 10.1051/e3sconf/201913701029.
• [14] Rao P. C.iand M. Yoon, „Potential Liquid-Organic Hydrogen Carrier (LOHC) Systems: A Review on Recent Progress,” Energies, vol. 13, no. 22, 2020, doi: 10.3390/en13226040.
• [15] Sdanghi G., G. Maranzana, A. Celzard, and V. Fierro, "Review of the current technologies and performances of hydrogen compression for stationary and automotive applications,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 102, pp. 150-170, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.11.028.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).