Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modeling, analysis, and techno-economic assessment of a clean power conversion system with green hydrogen production

Sebbagh Toufik

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 4

art. no. e150115

EN

The power sector confronts a crucial challenge in identifying sustainable and environmentally friendly energy carriers, with hydrogen emerging as a promising solution. This paper focuses on the modeling, analysis, and techno-economic evaluation of an independent photovoltaic (PV) system. The system is specifically designed to power industrial loads while simultaneously producing green hydrogen through water electrolysis. The emphasis is on utilizing renewable sources to generate hydrogen, particularly for fueling hydrogen-based cars. The study, conducted in Skikda, Algeria, involves a case study with thirty-two cars, each equipped with a 5 kg hydrogen storage tank. Employing an integrated approach that incorporates modeling, simulation, and optimization, the techno-economic analysis indicates that the proposed system provides a competitive, cost-effective, and environmentally friendly solution, with a rate of 0.239 $/kWh. The examined standalone PV system yields 24.5 GWh/year of electrical energy and produces 7584 kg/year of hydrogen. The findings highlight the potential of the proposed system to address the challenges in the power sector, offering a sustainable and efficient solution for both electricity generation and hydrogen production.

2

Zielony wodór : krótka monografia. Część 2, Kierunki stosowania

Polaczek Jerzy

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 6

518--526

PL

Dokonano przeglądu metod wykorzystania zielonego wodoru w energetyce, transporcie, przemyśle chemicznym oraz w metalurgii. W szczególności przedstawiono przemysłowe procesy produkcji energii elektrycznej w elektrowniach wodorowych oraz wykorzystanie wodoru do napędu pojazdów, do wytwarzania zielonego metanolu i amoniaku, a także do wytwarzania metali (żelazo, metale kolorowe). Omówiono również problemy magazynowania i transportu wodoru.

EN

A review, with 59 refs., of trends in industrial use of H₂ in energetics, transportation, chem. industry and metallurgy. In particular, industrial processes for prodn. of electric energy in H₂ power stations, for powering the transport facilities (cars, trains), for prodn. of green MeOH and NH₃ as well as for prodn. of metals (Fe, non-ferrous metals) were presented. Storage and transportation of H₂ were also taken into consideration.

3

Zielony wodór : krótka monografia. Część 1, Procesy wytwarzania

Polaczek Jerzy

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 4

312--320

PL

Dokonano przeglądu metod wytwarzania zielonego wodoru z wykorzystaniem odnawialnych surowców i źródeł energii. W szczególności przedstawiono przemysłowe procesy elektrolizy wody, prowadzonej w elektrolizerach zasilanych energią słoneczną lub energią turbin wiatrowych, oraz procesy konwersji organicznych odpadów (w tym komunalnych) do wodoru.

EN

A review, with 65 refs., of methods for prodn. of H₂ by using renewable raw material and energy sources. In particular, industrial processes for electrolysis of H₂O with renewable elec. energy (photovoltaics or wind farms) and for org. waste-to-H₂ conversion were taken into consideration.

4

Zielony wodór: krótka monografia. Cz. 4, Badania naukowe i prace rozwojowe

Polaczek Jerzy

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 10

964--972

PL

Dokonano przeglądu prac badawczych i rozwojowych prowadzonych w różnych ośrodkach naukowych w obszarze wytwarzania zielonego wodoru (elektroliza wody, zgazowanie odpadów) i jego praktycznego wykorzystania (ogniwa paliwowe, magazynowanie wodoru).

EN

A review, with 90 refs., of research and development projects in the area of green H manufg. (water electrolysis, waste gasification) and its practical use (fuel cells, H storage).

5

Zielony wodór : krótka monografia. Cz. 3, Zagadnienia ekonomiczne

Polaczek Jerzy

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 9

846--853

PL

Dokonano przeglądu literatury na temat kosztów wytwarzania wodoru szarego i zielonego. Wzięto pod uwagę reforming gazu ziemnego, elektrolizę wody oraz zgazowanie organicznych odpadów komunalnych. Oceniono również rynki gazu ziemnego i wodoru. Wytwarzanie szarego wodoru jest obecnie tańsze niż produkcja wodoru zielonego, jednakże w przyszłości koszty wytwarzania obu tych rodzajów wodoru będą zbliżone.

EN

A review, with 56 refs., of gray and green H manufg. costs. Natural gas reforming, org. waste gasification and water electrolysis were taken into consideration as com. processes. The natural gas and H markets were also evaluated. The green H prodn. is now more expensive than that of gray one but its manufg. costs will be decreased and become comparable in the next future.

6

Techno-economic assessment of cooperation of hybrid renewable energy sources with hydrogen storage

Łukasik Jakub, Jewartowski Marcin, Wajs Jan

Instal

|

2023

|

nr 11

23--31

EN

The paper presents a technical and economic analysis of the power supply for a model industrial facility with the use of the most promising renewable energy sources (RES), supported by a hydrogen energy storage. This scenario was compared with the variants of supplying the facility directly from the grid and from RES without energy storage. A strategy was proposed for powering the plant aimed at maximising self-consumption of self-generated electricity. In this paper the importance of hybrid renewable energy systems (HRES) with hydrogen energy storage in the Polish Power System is pointed out. For the analysed industrial object, the modelling and optimisation of the systems were performed in the HOMER software, in terms of the lowest net present cost. Attention was also paid to the need to compress hydrogen and the associated electricity consumption.

PL

W artykule przedstawiono analizę techniczno-ekonomiczną zasilania modelowego obiektu przemysłowego z wykorzystaniem najbardziej perspektywicznych odnawialnych źródeł energii (OZE), wspomaganych magazynem wodoru. Scenariusz ten porównano z wariantami zasilania obiektu bezpośrednio z sieci oraz z OZE bez układu magazynowania energii. Zaproponowano strategię zasilania obiektu mającą na celu maksymalizację zużycia energii elektrycznej wytworzonej przez OZE na potrzeby własne. W artykule podkreślono znaczenie hybrydowych systemów OZE z wodorowym magazynem energii w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym. Dla analizowanego obiektu przemysłowego, z wykorzystaniem oprogramowania HOMER przeprowadzono modelowanie i optymalizację systemów pod kątem najniższego kosztu bieżącego netto. Zwrócono uwagę na konieczność sprężania wodoru i związane z tym zużycie energii elektrycznej.

7

Optimisation of cooperation of hybrid renewable energy sources with hydrogen energy storage toward the lowest net present cost

Łukasik Jakub, Jewartowski Marcin, Wajs Jan

Instal

|

2023

|

nr 12

9--16

EN

The paper presents the results of a technical and economic analysis of the power supply for a model industrial facility based on intermittent renewable energy sources in the form of wind turbines and photovoltaic modules, supplemented with hydrogen energy storage. The adopted power supply strategy assumed the maximisation of self-consumption of self-produced electricity. Six variants were considered, including two with an energy storage system, three using only RES, and a reference variant in which the model facility is powered by the power grid. The modelling and optimisation of the proposed variants was carried out in the HOMER software, in terms of the lowest net present cost. The results obtained indicate that the most advantageous configuration is a grid-connected hybrid renewable energy system consisting of wind turbines and a photovoltaic power plant. A system with hydrogen energy storage is much more profitable than powering the facility from the grid. The profitability of hydrogen energy storage increases even more with the projected increase in electricity prices and the falling prices of hydrogen system components.

PL

W artykule przedstawiono wyniki techniczno-ekonomicznej analizy zasilania modelowego obiektu przemysłowego energią elektryczną pochodzącą z niestabilnych źródeł energii odnawialnej. Jako źródła OZE rozpatrzono turbiny wiatrowe i moduły fotowoltaiczne współpracujące z wodorowymi magazynami energii. W przyjętej strategii zasilania założono maksymalizację zużycia na potrzeby własne samodzielnie wyprodukowanej energii elektrycznej. Rozważano sześć wariantów, w tym dwa z systemem magazynowania energii, trzy wykorzystujące wyłącznie OZE oraz wariant referencyjny, w którym modelowy obiekt był zasilany z sieci elektroenergetycznej. Modelowanie i optymalizację zaproponowanych wariantów przeprowadzono w programie HOMER pod kątem najniższego kosztu bieżącego netto. Uzyskane wyniki wskazują, że najkorzystniejszą konfiguracją jest przyłączony do sieci hybrydowy system energii odnawialnej, składający się z turbin wiatrowych i elektrowni fotowoltaicznej. Taki system z układem magazynowania energii za pośrednictwem wodoru jest znacznie bardziej opłacalny niż zasilanie obiektu z sieci. Rentowność magazynowania energii znacząco rośnie wraz z prognozowanym wzrostem cen energii elektrycznej i spadkiem cen elementów instalacji wodorowych.

8

Skąd czerpać wodę do produkcji wodoru?

Sikora Andrzej P.

Energetyka Cieplna i Zawodowa

|

2023

|

Nr 3

48--52

PL

Do produkcji wodoru na drodze elektrolizy potrzeba ok. 46 kWh energii elektrycznej i około 10 l wody pobranej do uzdatnienia, demineralizacji i degazacji. Woda na Ziemi jest powszechna, ale dla pozyskania wodoru, przy obecnych technologiach, powinna zostać zdemineralizowana i oczyszczona - super, gdyby była czysta i destylowana.

9

Czy amoniak będzie ropą naftową XXI wieku?

Fryza Rafał, Lasek Janusz, Zuwała Jarosław

Energetyka

|

2023

|

nr 11

623--630

PL

W artykule podjęto rozważania na temat przyszłości rynku amoniaku i wodoru w UE. Dokonano porównania właściwości wodoru i amoniaku, w tym porównania ich wad i zalet, a także zestawiono amoniak z innymi paliwami silnikowymi. Przedstawiono wolumen produkcji amoniaku w UE i wspomniano o planowanych hubach amoniakowych. Wskazano dostępne ścieżki technologiczne produkcji zielonego amoniaku i jego zastosowania. Omówiono plan „RePowerEU”, będący odpowiedzią UE na niesprowokowaną i nieuzasadnioną agresję zbrojną Rosji na Ukrainę, którego celem jest przyjęcie ambitniejszych celów oraz przyspieszenie transformacji energetycznej i dekarbonizacji przemysłu, a także poddano krytycznej ocenie realność tego planu. Dla kontrastu przybliżono również japońską Mapę Drogową dla amoniaku, która opiera się na współspalaniu amoniaku w elektrowniach cieplnych i jako paliwa do napędu statków. Omówiono także działalność ITPE w zakresie wykorzystania amoniaku jako nośnika energii, m.in. projekt „MethaHydrAmmon”. Uzasadniono, iż amoniak i wodór powinny być postrzegane jako możliwe do zastosowania nośniki energii z całej palety dostępnych rozwiązań. Należy traktować je jednak, jako jedne, ale nie jedyne nośniki energii i tylko do pewnego udziału w całym miksie energetycznym dla zapewnienia dywersyfikacji i bezpieczeństwa energetycznego.

EN

The future of the ammonia and hydrogen market in the EU is considered in this article. A comparison of the properties of hydrogen and ammonia was made, including a comparison of their advantages and disadvantages. Ammonia properties was compared with other vehicle fuels. The volume of ammonia production in the EU is presented and the ammonia hubs are mentioned. Available technological pathways for green ammonia production and ammonia applications are indicated. The „RePowerEU” plan as the EU’s response to Russia’s unprovoked and unjustified military aggression against Ukraine, which aims to adopt more ambitious targets and accelerate energy transition and industrial decarbonization, was discussed. In contrast, Japan’s Ammonia Roadmap, which relies on the co-firing of ammonia in thermal power plants and as fuel for ship propulsion, was also introduced. ITPE’s activities in ammonia application as an energy carrier (including the „MethaHydrAmmon” project) were also discussed. It was explained that ammonia and hydrogen should be considered as possible energy carriers from the entire palette of available solutions. However, they should be treated as one, but not the only energy carriers and only up to a certain share in the overall energy mix to ensure diversification and energy security.

10

Technical and economic study of the energy transition from natural gas to green hydrogen in thermal power plants

Moulebe Laince Pierre, Touati Abdelwahed, Obar Akpoviroro Eric, Belbsir Oumayma, Rabbah Nabila

Acta Innovations

|

2023

|

no. 49

49--59

EN

This research article contributes to the challenge of global warming by presenting the approach of the use of green hydrogen to reduce greenhouse gases. It shows that CO2 emissions can be significantly reduced in thermal power plants by replacing natural gas with green hydrogen as a fuel. This work presents the techno-economic study of the energy transition of a 12 MW thermal power plant based on green hydrogen. The presented study is based on the energy consumption of Nigeria, 73% of which is covered by natural gas thermal power plants. The obtained results show that the cost of this transition is ca. 17 million dollars (USD) for a reduction of 114 tCO2 per plant with a return on investment between 4-5 years. In addition, through modeling and numerical simulation, this article shows that estimated return on investment can be shortened by using the thermal power resulting from the turbine, through industrial use.

11

Study on performance of a green hydrogen production system integrated with the thermally activated cooling

Moulebe Laince Pierre, Touati Abdelwahed, Obar Akpoviroro Eric, Rabbah Nabila

Acta Innovations

|

2023

|

no. 47

5--19

EN

The energy transition is at the centre of research and development activities with the aim to fight against the effects of global warming. Today, renewable energies play a significant role in the electricity supply to the World and their use increases day after day. Because of the intermittency of a large-scale production system generates the need to develop clean energy storage systems. Hence, energy storage systems play is one of key elements in the energy transition. In this perspective, a green hydrogen is defined as an energy carrier thanks to its high energy density in relation to its negligible mass, not to mention its abundance in our environment, and its extraction, which does not contribute to any greenhouse gases. However, the production cost is not negligible. Hence, this work shows a numerical modelling of the heat balance from a green hydrogen production system using a thermal storage in a Metal Hydride (MH) tank for an electrification by Proton Exchange Membrane (PEM) fuel cell integrated into the production of heating, cooling and sanitary hot water (SHW) through the recovery of the heat released by the whole system combined with the technology of thermally activated cooling of an adsorber. This allows demonstrating that the green hydrogen can be an interesting solution according in the hydrogen production chain and in the tertiary sectors.

12

Simulation and design of an energy accumulator around the hydrogen energy vector

Moulebe Laince Pierre, Touati Abdelwahed, Obar Eric Akpoviroro, Rabbah Nabila

Acta Innovations

|

2023

|

no. 46

66--79

EN

This work demonstrates the study of the numerical modelling and a design of a compact energy generator based on green hydrogen. This generator aims allowing the energy storage, electricity, cold and heat productions as well as a supply the energy for the production of the sanitary hot water. The generator is considered to be powered by 30 solar cells panels and will mainly consist of a Proton Exchange Membrane (PEM) electrolyzer compiled with a Metal Hydride (MH) tank, a PEM fuel cell, and a system of heat exchangers sized to recover the heat from the electrolyzer, PEM fuel cell and MH tank. Furthermore, the generator will contain an adsorber to manage air conditioning (cooling and heating) and a production of the sanitary hot water. A converter block is included in the generator, in particular, a Buck-booster to raise the voltage of the solar panels and the DC-AC converter for the electricity consumption in the household. The desorption of the hydrogen contained in the tank MH will take place using the heating resistance. In overall, the designed generator is foreseen to have a dimension of 1800 × 1000 × 500 mm and its role is to allow integration of the hydrogen energy for the tertiary and residential sectors. As such it is a suitable choice of components for the cost reduction and high yield hydrogen production, storage, and consumption.

13

Potencjał zastosowania wodoru w polskim systemie energetycznym

Chmielniak Tadeusz, Skorek-Osikowska Anna, Bartela Łukasz

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2022

|

nr 110

7--22

PL

Realizacja strategii dekarbonizacji polskiej gospodarki wymaga wprowadzenia do eksploatacji nowych technologii energetycznych, w tym technologii wodorowych. W rozdziale zawarto informacje o potencjalnych możliwościach wykorzystania wodoru w procesach generacji elektryczności i ciepła. Struktura pozyskiwania w Polsce zarówno energii elektrycznej, jak i pierwotnej, istotnie różni się od struktury charakterystycznej dla UE. Istnieje znaczny potencjał jej dywersyfikacji. We wszystkich działach energetyki zastosowanie wodoru może ułatwić uzyskanie celów klimatycznych i ekonomicznych (efektywnościowych). Ostateczne scenariusze technologiczne wytwarzania wodoru będą zależeć od stanu rozwoju OZE i ekonomiczności poszczególnych rozwiązań. Ważne jest pytanie, który scenariusz jest najprawdopodobniejszy w Polsce. Biorąc pod uwagę aktualny potencjał OZE oraz przewidywany ich rozwój do 2040 r., wydaje się, że elektrolityczna produkcja wodoru w Polsce z wykorzystaniem OZE nie będzie zbyt wysoka. Założenie 2 GW mocy elektrolizerów w 2030 r. w Polskiej strategii wodorowej jest bardzo (zbyt) optymistyczne (Niemcy 5 GW, Hiszpania 4 GW). Trudno natomiast przesądzić, jakie będzie upowszechnienie innych technologii wytwarzania, zwłaszcza trudno ocenić udział CCS. W najbardziej optymistycznym scenariuszu sformułowanym dla UE udział wodoru w 2050 r. w końcowym zużyciu energii wynosi 24% (2251 TWh) (Hydrogen… 2019). Przewidywana struktura jego zużycia to: 112 TWh (około 5%) – wytwarzanie elektryczności, bilansowanie systemu (power generation, buffering, sektor 1); 675 TWh (30%) – transport (sektor 2); 579 TWh (25,7%) – ogrzewanie i energia dla mieszkalnictwa (heating, power for buildings, sektor 3); 237 TWh (10,5%) – energia dla procesów przemysłowych (industry energy, sektor 4); 257 TWh (11,4%) – nowe zastosowania przemysłowe (new industry feedstock, sektor 5); 391 TWh (17,4%, sektor 6) – istniejące obszary zastosowań przemysłowych (existing industry feedstock). Ten procentowy udział w zakresie sektorów 1 i 3 przeniesiony na grunt Polski można uznać za rozsądny. Aczkolwiek bardzo szkodliwa z ekologicznego punktu widzenia struktura zużycia energii w gospodarstwach domowych w Polsce w chwili obecnej, podpowiada zwiększenie udziału wodoru w tym sektorze.

EN

The implementation of the strategy of decarbonising the Polish economy requires the introduction of new energy technologies, including hydrogen technologies. This chapter provides information on the potential possibilities of using hydrogen in electricity and heat generation processes. The structure of obtaining both electricity and primary energy in Poland differs significantly from the structure typical for the EU. There is considerable potential for its diversification. In all sectors of the power industry, the use of hydrogen may facilitate the achievement of climate and economic (efficiency) goals. The final technological scenarios for the production of hydrogen will depend on the state of development of renewable energy sources and the cost-effectiveness of individual solutions. The important question is which scenario is most likely in Poland. Taking into account the current potential of renewable energy sources and their expected development until 2040, it seems that electrolytic hydrogen production in Poland using renewable energy sources will not be too high. The assumption of 2 GW of electrolyser capacity in 2030 in the Polish hydrogen strategy is very (too) optimistic (Germany 5 GW, Spain 4 GW). On the other hand, it is difficult to determine what the dissemination of other generation technologies will be, especially it is difficult to assess the share of CCS. In the most optimistic scenario formulated for the EU, the share of hydrogen in 2050 in final energy consumption is 24% (2.251 TWh) (Hydrogen… 2019). The expected structure of its consumption is: 112 TWh (approx. 5%) –- electricity generation, system balancing (power generation, buffering, sector 1); 675 TWh (30%) –- transport (sector 2); 579 TWh (25.7%) –- heating and power for buldings (sector 3); 237 TWh (10.5%) –- energy for industrial processes (industry energy, sector 4); 257 TWh (11.4%) – new industrial applications (new industry feedstock, sector 5); 391 TWh (17.4%, sector 6) – existing areas of industrial applications (existing industry feedstock). This percentage share in sectors 1 and 3 transferred to Poland can be considered reasonable. Although the structure of energy consumption in households in Poland, which is very harmful from the ecological point of view, suggests an increase in the share of hydrogen in this sector.

14

Wodór w grupie ZE PAK i PAK PCE

Roszak Waldemar

Energetyka Cieplna i Zawodowa

|

2022

|

Nr 6

64--70

PL

ZE PAK S.A., wspólnie ze spółkami należącymi do PAK Polska Czysta Energia, tworzy pierwszy w Polsce pełny łańcuch wartości zielonego wodoru. Jest to inwestycja w przyszłość, w celu zapewnienia zeroemisyjnego paliwa, w kierunku budowania niezależności energetycznej Polski i UE.

15

A Chance for the Climate. Fuel of the 21st Century – Analysis of the Perspective of Climate Neutrality on the Example of the Polish Hydrogen Strategy

Cygańczuk Krzysztof, Wolny Paweł

Safety & Fire Technology

|

2021

|

Vol. 58, iss. 2

120--138

EN

Aim: This article attempts to present the issues related to the search for alternatives to energy resources in all sectors of the economy. The direction of the search is to choose “green energy” (in this case hydrogen), which, due to its potential wide application, is already beginning to be treated as an instrument of carbon neutrality. Most EU countries have agreed that they will be carbon-neutral by 2050, which should result in the reduction of greenhouse gas emissions to the atmosphere by around 95% compared to the beginning of the gas emissions calculation in 1990. However, achieving emission neutrality will require a far-reaching elimination of emissions not only in the power sector, but also in other sectors (including industry, transport and heating). These areas still rely on emission fossil fuels (coal, crude oil and natural gas), which cannot be directly replaced with electricity from RES. Introduction: Hydrogen is not a source of energy, but it is a very effective carrier. Although it is practically not in the free state, it is very often found in the form of chemical compounds such as CH4 (methane) or H2O (water). In order to extract the energy it contains, it must be isolated from the molecules it is composed of. Hydrogen can be transported via gas pipelines (gaseous) or tankers (liquefied). It is currently used in the petrochemical industry, including for oil refining and chemical industry for the production of fertilizers, ammonia or methanol. Recently, hydrogen has become a topic that is often discussed in the public space in the context of climate protection (and thus decarbonisation of the economy). This fuel is credited with extraordinary potential and applicability in so many areas that it should be widely regarded as oil of the 21st century and a key element of the new energy policy. Moreover, the investment in hydrogen should support sustainable growth and job creation, which will be critical when recovering from the COVID-19 pandemic. Methodology: The article provides an overview of research questions and the most recent results of considerations. It presents a multidimensional and interdisciplinary analysis of the suitability of alternative fuels and the implementation of the related projects. The analysis of the topic was based on, among others, on the project of the Polish Hydrogen Strategy, which is important for the further development of research topics and cooperation in this field. Conclusions: For the energy sector that processes available forms of energy, hydrogen is probably a good choice for the future. It can be an alternative to natural gas in providing backup capacity for renewable energy sources that produce energy dependent on weather conditions (i.e. sun and wind). Hydrogen, which has the advantage of high energy density, is also a good tool for storing renewable energy and for transmitting and distributing renewable energy over long distances. Due to this, green energy from regions of the world with high insolation and wind energy, such as Australia, Latin America or North Africa, could be transferred over long distances (taking into account losses in energy networks it would be a much more economical solution). It would not require high-cost investments in new infrastructure. The article deals with the aspects relating to all parts of the value chain – production, transmission, storage and use of hydrogen, taking into account the legal conditions at the national (Polish Hydrogen Strategy) and the EU level, and proposing sustainable support systems and measurable goals.

PL

Cel: W ramach niniejszego artykułu podjęto próbę przybliżenia kwestii związanych z poszukiwaniem alternatyw dla surowców energetycznych we wszystkich sektorach gospodarki. Kierunek poszukiwań zmierza do wyboru „zielonej energii” (w tym przypadku wodoru), który ze względu na potencjalne szerokie zastosowanie już zaczyna być traktowany jako instrument neutralności emisyjnej. Większość krajów UE uzgodniła, że do 2050 r. uda im się osiągnąć neutralność emisyjną, co powinno skutkować zmniejszeniem emisji gazów cieplarnianych do atmosfery o ok. 95% w porównaniu z początkiem naliczenia emisji gazów w 1990 roku. Osiągnięcie neutralności emisyjnej wymagać będzie jednak daleko idącego wyeliminowania emisji nie tylko w elektroenergetyce, lecz także w pozostałych sektorach (m.in. przemyśle, transporcie czy ciepłownictwie). Obszary te wciąż opierają się na emisyjnych paliwach kopalnych (węglu, ropie naftowej i gazie ziemnym), których bezpośrednie zastąpienie energią elektryczną z OZE jest niemożliwe. Wprowadzenie: Wodór nie jest źródłem energii, lecz jej bardzo efektywnym nośnikiem. Choć praktycznie nie występuje w stanie wolnym, to bardzo często spotyka się go w postaci związków chemicznych, takich jak CH4 (metan) czy H2O (woda). Aby wydobyć zawartą w nim energię, należy go wyizolować z cząsteczek, w których skład wchodzi. Wodór może być transportowany za pomocą gazociągów (w stanie gazowym) lub tankowców i cystern (w stanie skroplonym). Stosowany jest aktualnie w przemyśle petrochemicznym, m. in. do rafinacji ropy naftowej i przemyśle chemicznym do produkcji nawozów, amoniaku lub metanolu. W ostatnim czasie wodór stał się tematem często omawianym w przestrzeni publicznej w kontekście dotyczącym ochrony klimatu (a więc i dekarbonizacji gospodarki). Paliwu temu przypisuje się nadzwyczajny potencjał i możliwości zastosowania w tak wielu obszarach, że powinno być ono traktowane powszechnie jako ropa XXI wieku oraz kluczowy element nowej polityki energetycznej. Ponadto, inwestycja w wodór powinna wspierać zrównoważony wzrost i tworzenie miejsc pracy, które będą miały kluczowe znaczenie w kontekście wychodzenia z kryzysu spowodowanego pandemią COVID-19. Metodologia: Artykuł zawiera przegląd pytań badawczych i najbardziej aktualnych rezultatów rozważań. Przedstawia wielowymiarową oraz interdyscyplinarną analizę przydatności paliw alternatywnych oraz realizacji związanych z nimi projektów. Podczas analizy tematu oparto się m.in. na projekcie Polskiej Strategii Wodorowej, która jest istotna dla dalszego rozwoju tematów badawczych i współpracy w tej dziedzinie. Wnioski: Dla energetyki zajmującej się przetwarzaniem dostępnych form energii, wodór to prawdopodobnie dobry wybór na przyszłość. Może on być alternatywą dla gazu ziemnego w zapewnieniu mocy zapasowych dla odnawialnych źródeł energii, które produkują energię zależną od warunków atmosferycznych (tj. słońca i wiatru). Wodór, którego zaletą jest wysoka gęstość energetyczna, jest także dobrym narzędziem do magazynowania energii ze źródeł odnawialnych oraz do przesyłania i dystrybuowania energii ze źródeł odnawialnych na duże odległości. Dzięki niemu zielona energia z rejonów świata o wysokiej insolacji i energii wiatru, takich jak Australia, Ameryka Łacińska czy Płn. Afryka, mogłaby być transferowana na duże odległości (przy uwzględnieniu strat w sieciach energetycznych byłoby to zdecydowanie bardziej ekonomiczne rozwiązanie). Nie wymagałoby to przeprowadzenia wysokonakładowych inwestycji w nową infrastrukturę. W artykule poruszono aspekty dotyczące wszystkich części łańcucha wartości – produkcji, przesyłu, magazynowania i wykorzystania wodoru, biorąc pod uwagę uwarunkowania prawne na poziomie krajowym (Polska Strategia Wodorowa) i unijnym oraz proponując zrównoważone systemy wsparcia oraz mierzalne cele.

16

Kotły na „zielony” wodór jako element dekarbonizacji ogrzewania

Ryńska Joanna

Rynek Instalacyjny

|

2021

|

Nr 6

20--22

PL

W przypadku nowych kotłów gazowych coraz częściej spotkać się można z oznaczeniem H2Ready. Wskazuje ono, że dane urządzenie przystosowane jest do spalania wodoru – obecnie najczęściej mieszanki gazowej z określonym udziałem wodoru. Trwają również prace nad kotłami przystosowanymi do spalania czystego wodoru. Wiążą się one z europejską strategią neutralności klimatycznej, w ramach której energetyka i ogrzewnictwo mają zostać zdekarbonizowane, a energia odnawialna odegrać główną rolę w tym procesie.

17

Porównanie energetyki gazowej i wiatrowej z uwzględnieniem wykorzystania zielonego wodoru do magazynowania energii elektrycznej

Garbicz Marek, Sokół Hanna

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 5

3--8

PL

Pokazano, że elektrownie wiatrowe wspomagane wytworzonym przez nie wodorem jako sposobem na magazynowanie energii okazują się dużo droższe w relacji do źródeł gazowych. Jeśli istniejące ceny uprawnień do emisji CO2 są faktycznie dobrym wskaźnikiem kosztów zewnętrznych spalania paliw organicznych, to przy obecnych relacjach cen wykorzystanie dziś wodoru jako sposobu na magazynowanie energii nie ma ani ekonomicznego ani ekologicznego uzasadnienia.

EN

It has been shown that wind farms supported by hydrogen produced by them as a means of storing energy turn out to be much more expensive compared to gas energy sources. If the existing prices of CO 2 emission allowances are actually a good indicator of the external costs of the combustion of organic fuels, then with the current price ratios, using hydrogen to store energy has neither economic nor ecological justification.

18

Polish Hydrogen Strategy – regulatory challenges in the European perspective

Dragan Dagmara

Polityka Energetyczna

|

2021

|

T. 24, z. 2

19--32

EN

On 14 January 2021, the Polish Ministry of Climate and the Environment submitted for public consultation the draft Polish Hydrogen Strategy until 2030 with a perspective until 2040. The project defines goals and activities related to developing national competencies and technologies for building a low-emission hydrogen economy. The draft announces the preparation of the “Hydrogen Law”, which is to be a package of changes to currently existing acts, particularly the Polish Energy Law. However, the proposals presented in the strategy do not seem to be fully consistent with the vision of the development of the future regulation of the hydrogen market presented by the European Commission. The article presents the Polish Hydrogen Strategy’s most important assumptions regarding the proposed legislative changes and discusses them in the context of the European strategy. The main focus is on two aspects related to the planned legislative changes that seem to be the most important at this stage in order to stimulate the development of the hydrogen market: the definition of hydrogen and the decision upon which production methods will be supported, and the future regulation of the hydrogen market.

PL

14 stycznia 2021 r. Ministerstwo Klimatu i Środowiska opublikowało i przekazało do konsultacji publicznych projekt Polskiej Strategii Wodorowej do 2030 r. z perspektywą do 2040 r. W projekcie przedstawiono cele i działania, które zmierzać mają do rozwinięcia krajowych kompetencji w zakresie rozwoju technologii wodorowych. Jednym z założeń projektu jest opracowanie „Polskiego prawa wodorowego” – ustawy mającej na celu nowelizację innych ustaw istniejących już w polskim porządku prawnym, takich jak Prawo energetyczne. W niniejszym artykule poddano analizie najważniejsze założenia „Polskiego prawa wodorowego”, w szczególności w odniesieniu do definicji wodoru oraz przyjęcia kryteriów kwalifikacji technologii jego produkcji do uzyskania wsparcia w ramach Strategii. Podjęto również bardzo istotną kwestię związaną z planowanymi regulacjami dotyczącymi objęcia sektora gospodarki wodorowej tożsamymi regulacjami, jak w przypadku sektora gazu ziemnego, w tym regulacjami dotyczącymi przyszłej infrastruktury wodorowej oraz ich wpływu na dotychczas istniejącą infrastrukturę gazową. Jednym z głównych wniosków tej analizy jest wykazanie, że Polska Strategia Wodorowa nie jest w pełni zgodna z opublikowaną w lipcu 2020 r. przez Komisję Europejską „Strategią w zakresie wodoru na rzecz Europy neutralnej dla klimatu”.

19

Wodór i amoniak środkami osiągnięcia neutralności klimatycznej

Jarominiak Andrzej

Energetyka

|

2021

|

nr 8

598--603

PL

W ostatnim czasie stosowanie wodoru należy do często omawianych zagadnień światowej energetyki. Oczekuje się, że wodór zastąpi paliwa na bazie węglowodorów. Będzie podstawowym paliwem dalekosiężnych środków transportu lądowego i morskiego. Pomoże rozwiązać problemy dekarbonizacji wysokotemperaturowego ciepła przemysłowego i ciepła ogrzewającego budynki, uzyskiwanego obecnie z gazu ziemnego i węgla. W artykule opisano inicjatywy mające na celu wspieranie badań oraz rozwoju energetyki wodorowej w państwach Unii Europejskiej i niektórych krajach na świecie. Dalszą część artykułu poświęcono amoniakowi, nieorganicznemu związkowi chemicznemu azotu i wodoru, który jest idealnym nośnikiem energii przekazywanej na duże odległości. Ponadto umożliwia dekarbonizację produkcji nawozów dla rolnictwa oraz nadaje się do napędu statków. Ogniwa paliwowe amoniaku nie wymagają dużej przestrzeni, można je rozmieszczać w modułach oszczędzając miejsca na statkach. Wymieniono kraje, w których stosuje się technologie produkcji zielonego amoniaku.

EN

Recently, the use of hydrogen is one of the frequently discussed issues of the global energy sector. It is expected that hydrogen will replace fuels based on hydrocarbons and will be the main fuel for land and sea long distance means of transport. It will help to solve problems concerning decarbonization of the high-temperature heat produced by industrial and residential heating currently obtained from natural gas and coal. Described are initiatives aimed at supporting research and development of hydrogen energy in the EU states and some other countries in the world. Subsequent part of the article is devoted to ammonia, inorganic chemical compound of nitrogen and hydrogen which is an ideal carrier of energy transferred across long distances. Moreover, it enables decarbonization of agricultural fertilizer production and is suitable for vessel propulsion. Ammonia-based fuel cells do not require much room and they can be deployed in modules saving space on ships. Listed are also the countries where "green ammonia" production technologies are used.