TERMIKA na tropie wodoru

Stan na dziś – poszukiwania i praktyka

GK PGNiG TERMIKA od lat wykorzystuje wodór na własne potrzeby w dwóch zakładach: Ec Siekierki oraz Ec Żerań, gdzie jest zainstalowany elektrolizer. Nie jest to jednak obecnie zielony wodór. Zdajemy sobie sprawę, że zastosowanie odnawialnego wodoru w energetyce stworzyłoby nowe możliwości biznesowe dla całej branży, w tym GK PGNiG TERMIKA. Już w 2021 roku braliśmy wspólnie z PGNiG TERMIKA Energetyka Rozproszona (PTER) i Politechniką Wrocławską udział w konkursie prowadzonym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju „Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym” z projektem Słoneczno-Wodorowa Lokalna Elektrociepłownia Krajowa. Projekt został umieszczony na 3 miejscu wśród rekomendowanych w pierwszym etapie, jednak nie zakwalifikował się do drugiego etapu. Zdobyte doświadczenie wykorzystujemy przy kolejnych projektach OZE.

Również w 2021 r. aplikowaliśmy o pomoc publiczną w ramach mechanizmu Important Projects of Common European Interest (IPCEI) czyli ważnych projektów stanowiących przedmiot wspólnego europejskiego zainteresowania z projektem: Innowacyjny system do produkcji zielonego wodoru przy wykorzystaniu bloku kogeneracyjnego w Ec Siekierki i jego zagospodarowania w transporcie.

Niedawno uruchomiono blok gazowo-parowy w Elektrociepłowni Żerań w Warszawie, który jest przystosowany do współspalania wodoru. Zdaniem producenta już dziś możliwy byłby udział do pięciu procent tego gazu w strukturze paliw. Nowy blok ma moc cieplną wynoszącą 326 MWt i moc elektryczną 494 MWe. Produkuje ok. 3,0 TWh energii elektrycznej oraz 1,9 TWh ciepła rocznie. W ciągu roku może spalić od 500 do 650 mln metrów sześciennych gazu ziemnego. Oznacza to, że nawet przy zachowaniu wspomnianej proporcji byłby w stanie zużyć całoroczną produkcję wodoru w Polsce. Ale to nie jedyne ograniczenie - jeśli pokonamy wyzwanie związane z bezpiecznym magazynowaniem i transportem wodoru instalacje typu CCGT będą miały duże możliwości wykorzystania tego paliwa. Technologia rozwoju bloków gazowo- parowych dokonuje się niemalże w postępie geometrycznym. W związku z tym jesteśmy przekonani, że nowa jednostka, której budowę planujemy w najbliższych latach w Ec Siekierki będzie miała sprawność spalania H2 w granicach 25% miksu gazowego.

W drodze do wodorowej dolinki

Analizujemy   również   możliwość   wykorzystania   obszaru   jednego   z   zakładów PGNiG   TERMIKA   i   jego potencjału   –   poprzez   możliwości   lokalizacyjne, infrastrukturę do wyprowadzenia nowych mocy (farma PV, energia z urządzeń wykorzystujących   wodór,   kompetencje   pracowników   w zakresie   testowania   i promowania   nowoczesnych   technologii zeroemisyjnych)   do   objęcia   znacznej części łańcucha wartości wodoru:

• produkcja energii elektrycznej OZE z farmy fotowoltaicznej
• produkcja zielonego wodoru w procesie elektrolizy,
• krótkoterminowe magazynowanie wodoru i transport (ewentualne wykorzystanie synergii z GK ORLEN)
• końcowe wykorzystanie, wariantowo: produkcja energii elektrycznej i ciepła i/lub mobilność
• zastosowanie magazynu energii elektrycznej z wykorzystaniem baterii elektrochemicznych

W   przygotowywanej   strategii     Grupy   ORLEN   zaproponowano   szeroki   zestaw działań   związanych   z   europejską   transformacją   przemysłową,   w   tym   m.in.: działania na rzecz czystego wodoru.

Obecnie podejmowane inicjatywy to m.in. aktywny udział PGNiG TERMIKA w pracach  Grup   roboczych   Porozumienia   Sektorowego   na   Rzecz   Rozwoju Gospodarki Wodorowej. Podstawowym i najważniejszym celem Porozumienia, poza stworzeniem warunków i platformy współpracy na rzecz rozwoju technologii wodorowych i ich zastosowania jest maksymalizacja polskiego wkładu ("local content")   w   łańcuchu   realizacji   zamówień   na   potrzeby   budowy   gospodarki wodorowej. Porozumienie jest także odpowiedzią na globalne wyzwania związane z przeciwdziałaniem skutkom zmian klimatu i w swojej treści proponuje szereg rozwiązań wpisujących się w transformację polskiej energetyki, zmierzających do obniżenia   emisji   gazów   cieplarnianych   i   pyłów   zawieszonych   do   środowiska. Posiadane przez PGNiG TERMIKA SA zasoby obszarowe pozwalają nam analizować zastosowanie   rozwiązań   umożliwiających   produkcję   zielonego   wodoru   z wykorzystaniem źródeł energii  teraz z fotowoltaiki, czy w przyszłości z małych reaktorów atomowych.

Warunek powodzenia – technologie, sieci i magazyny

Wraz   z   rozwojem   rynku   OZE   należy   zmodernizować   infrastrukturę   sieciową, technologie   magazynowania   energii   oraz   rozbudować   jednostki   gazowe   jako źródła regulacyjnie. W celu zwiększenia wykorzystania niskoemisyjnych lub bezemisyjnych źródeł energii, czyli wykorzystania w sieciach gazów syntetycznych, biogazu, biometanu i wodoru, należy zapewnić możliwości techniczne i regulacyjne zatłaczania tych gazów do sieci, ich transportu i magazynowania. Parametry   techniczne   istniejących   sieci   pozwalają   dzisiaj   na   wprowadzenie niewielkiego   udziału   gazów   innych   niż   gaz   ziemny   w   transportowanej mieszaninie. Jako cel stymulujący rozwój w tym obszarze wskazano osiągniecie do 2030 r. zdolności transportu sieciami gazowymi mieszaniny zawierającej ok. 10% gazów innych niż ziemny (gazy zdekarbonizowane: biometan, wodór). Aktualnie   i   perspektywicznie   uwydatnia   się   potrzeba   łączenia   sektora elektroenergetycznego i gazowego oraz ciepłowniczego (tzw. Sector coupling). Niezbędny jest zatem rozwój technologii magazynowania, elektroenergetycznej i gazowej   infrastruktury   sieciowej   oraz   pojemności   magazynowej   gazu   oraz podjęcie wspólnych działań przez operatorów OSPg i OSPe w celu optymalizacji pracy systemu elektroenergetycznego oraz gazowego, tak aby zapewnić warunki do w pełni efektywnej współpracy między tymi sektorami.

Aktualnie, najbardziej obiecującą metodą produkowania wodoru jest elektroliza wody, ale jednocześnie jest to metoda najdroższa W wyniku reakcji zachodzącej w elektrolizerze nie wytwarzają się żadne szkodliwe substancje uboczne, a więc można   przyjąć,   że   metoda   ta   jest   właściwie   bezemisyjna.   Warunkiem bezemisyjności jest jednak wykorzystanie energii elektrycznej pozyskanej z OZE.

Nie jesteśmy sami – polityka wodorowa multikoncernu

Zielony   wodór   zdecydowanie   jest   w   centrum   dyskusji   o   przyszłości   polskiej energetyki.   PKN   ORLEN   S.A.   ogłosił   niedawno   aktualizację   strategii   Grupy Kapitałowej   ORLEN   do   2030   roku   („Strategia”).   Strategia   koncernu   zakłada kontynuację kierunków rozwoju, opublikowanych w 2020 roku, wyznaczając nowe cele do 2030 roku:

W ramach inwestowania w nowe, perspektywiczne obszary wskazano:

• ponad 130 tys. t rocznie produkcji odnawialnego wodoru;
• produkcja paliw syntetycznych na poziomie ponad 70 tys. t rocznie;
• ok. 300 MW mocy zainstalowanej w blokach SMR (Małe Modułowe Reaktory Atomowe);
• rozbudowa infrastruktury do wychwytywania dwutlenku węgla CCUS – ok.3 mln t wychwyconych emisji dwutlenku węgla rocznie.

Planowane nakłady inwestycyjne całej GK PKN ORLEN („CAPEX”) w latach 2023- 2030 wyniosą ok. 320 mld PLN, z czego ok. 40%, czyli ok. 120 mld PLN przeznaczone zostanie na tzw. inwestycje zielone w tym wodór.

Łączne   planowane   wydatki   inwestycyjne   zdefiniowane   w   głównych   celach operacyjnych i finansowych dla poszczególnych segmentów działalności Grupy Kapitałowej   ORLEN   (średnia   2023-2030)   w   kategorii   „Nowa   energetyka, odnawialne źródła energii” to 9,1 mld PLN Środki te GK PKN Orlen planuje przeznaczyć na:  

• rozwój morskiej i lądowej energetyki wiatrowej, fotowoltaiki oraz energetyki wodnej 
• inwestycje w biogazownie i biometanownie oraz wsparcie budowy lokalnego łańcucha biogazu 
• budowa aktywów produkujących i dystrybuujących odnawialny wodór