Czy niskowęglowy wodór pomoże przemysłowi osiągnąć cele zrównoważonego rozwoju?

Niskowęglowy wodór[1] ma szansę stać się kluczowym elementem na drodze do ekologicznej przyszłości świata. Obecnie aż 62% firm przemysłu ciężkiego[2] zastanawia się nad wykorzystaniem go jako alternatywy dla rozwiązań wysokoemisyjnych. Inwestycje w tym zakresie nie są jednak pozbawione ograniczeń związanych z wysokimi kosztami produkcji czy choćby brakiem kluczowych kompetencji na rynku pracy. Mimo to firmy z branży energetycznej przewidują, że do 2050 roku niskowęglowy wodór będzie stanowił aż 18% całkowitej konsumpcji energii, a jego cena będzie sukcesywnie spadać.

Zgodnie z raportem „Niskowęglowy wodór - droga do zielonej przyszłości” przygotowanym przez Capgemini większość firm uważa, że niskowęglowy wodór może być sposobem na osiągnięcie długoterminowych celów w zakresie emisji i zrównoważonego rozwoju. 63% organizacji z sektora energetycznego sądzi, że wodór ten będzie kluczowy dla dekarbonizacji gospodarek. 62% twierdzi z kolei, że może on pomóc krajom zmniejszyć uzależnienie od paliw kopalnych. Według ankietowanych, niskoemisyjny wodór może stanowić w 2050 roku nawet 55% całego produkowanego wodoru. Średnio 0,4% całkowitych rocznych przychodów firm z sektora energetycznego zostanie przez nie przeznaczone na inwestycje w ten rodzaj wodoru do 2030 roku, w szczególności w obszarze transportu i dystrybucji energii wodorowej (53%), produkcji (52%) oraz badań i rozwoju (45%), przy czym niemal jedna czwarta (24%) z firm objętych badaniem planuje przeznaczać na ten cel jeszcze więcej, bo między 0,5 a 1% swoich przychodów.

Niskoemisyjny wodór w istocie może odegrać kluczową rolę w walce o zieloną przyszłość, jednak z jego produkcją wiąże się wiele wyzwań. Potrzebne są inwestycje, które pozwolą obniżyć koszty produkcji tego paliwa oraz innowacyjne rozwiązania. Branża wodorowa powinna zapewnić sobie stabilny dopływ kompetencji w tym zakresie, a to oznacza nie tylko inwestowanie w wykwalifikowanych pracowników, lecz także stworzenie sieci partnerów i współpracę z zarówno dużymi graczami, jak i start-upami.

Szerokie perspektywy dla niskowęglowego wodoru

Tylko w ciągu ostatnich trzech lat popyt na wodór wzrósł średnio o ponad 10%, jeśli uwzględnimy wszystkie branże i spojrzymy na nie globalnie. Oczekuje się, że popyt nadal będzie rósł, zwłaszcza tam, gdzie wodór stosowany jest od dawna, a więc w procesie rafinacji ropy naftowej czy produkcji chemikaliów i nawozów. Nie dziwi zatem, że aż 94% rafinerii przewiduje, że zastosowanie niskowęglowego wodoru będzie mieć już w ciągu najbliższych siedmiu lat znaczący wpływ na ich branżę. Podobnego zdania jest 83% producentów chemikaliów i nawozów.

Do wzrostu zapotrzebowania na wodór przyczynią się najpewniej też takie branże, jak transport lądowy, morski i lotniczy. Chociaż proces ten będzie w ich przypadku mniej dynamiczny, organizacje działające w tych sektorach widzą w niskoemisyjnym wodorze olbrzymi potencjał, pokazuje raport. Poszukują więc innowacyjnych modeli biznesowych oraz strategii, które pozwolą na redukcję kosztów i tym samym na skalowanie inwestycji w obszarze niskowęglowego wodoru.  

Niemal nieograniczony potencjał dla tego źródła energii tkwić może jednak jeszcze w innym miejscu. Prawie trzy czwarte (71%) organizacji z sektora energetycznego uważa, że niskoemisyjny wodór może pomóc przechowywać energię pochodzącą z odnawialnych źródeł. Innymi słowy, może on stać się akumulatorem, który pozwoli znaleźć dla tego rodzaju energii jeszcze więcej zastosowań i uczynić ją jeszcze bardziej dostępną.

Wyzwania dla producentów

Większość rozwiązań związanych z niskoemisyjnym wodorem znajduje się na etapie pilotażowym. Dotychczas jedynie 11% organizacji E&U w pełni wdrożyło tego typu projekty. Branże, w których wodór znajduje zastosowanie, z pewnością chętnie w większym zakresie sięgałyby po to źródło energii. Problem polega jednak na tym, że produkcja niskowęglowego wodoru – choć przyjazna środowisku – jest na razie dość kosztowna (od dwóch do trzech razy droższa niż produkcja wodoru z węgla), co przekłada się na jego cenę.

Aby rozwiązać ten problem i zwiększyć podaż niskoemisyjnego wodoru w odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie, potrzebne są szeroko zakrojone inwestycje. A te możliwe będą dzięki budowaniu partnerstw już nie tylko między kluczowymi graczami na wodorowym rynku, lecz także z jego nowymi uczestnikami, jak start-upy, które mogą zapewnić przełomowe rozwiązania. Sektor energetyczny wierzy, że uda się sprostać temu wyzwaniu. Prawie połowa z firm z tej branży (49%) spodziewa się w związku z tym, że koszt niskoemisyjnego wodoru będzie do 2040 roku nieustannie spadać.

Rozwój inwestycji w obszarze produkcji niskoemisyjnego wodoru może hamować również brak kluczowych kompetencji na rynku pracy. Twierdzi tak ponad połowa (60%) zapytanych organizacji.

Kolejnym ograniczeniem dla zwiększenia udziału niskowęglowego wodoru są wyzwania związane z infrastrukturą czy rozwiązaniami inżynieryjnymi. 65% firm końcowych działających w transporcie ciężkim wskazuje, że największym wyzwaniem inżynieryjnym jest w tym zakresie skalowanie produkcji wodorowych ogniw paliwowych. Z kolei 58% respondentów z branży lotniczej wskazuje na konieczność zmodyfikowania konstrukcji samolotów, by możliwe było wykorzystywanie niskowęglowego wodoru jako paliwa. 72% respondentów w branży stalowej twierdzi natomiast, że do szerokiej produkcji stali w oparciu o wodór niezbędna jest znaczna modernizacja infrastruktury.

Choć zielona przyszłość napędzana niskoemisyjnym wodorem wydaje się być na wyciągnięcie ręki, podążanie tą drogą będzie wiązać się z wieloma wyzwaniami. Większość z nich udało się już zidentyfikować, lecz z pewnością pojawią się nowe. W obliczu wyzwań klimatycznych niemal pewne jest jednak, że zwiększanie roli zielonego wodoru w gospodarce nie jest już tylko wyborem, stało się koniecznością.

Więcej informacji znaleźć można w raporcie dostępnym tutaj.

Metodologia

Aby zrozumieć, jak organizacje z branży energetycznej mogą wykorzystać potencjał niskowęglowego wodoru, Capgemini Research Institute przeprowadził globalne badanie w 13 krajach. Odpowiedzi pochodzą od 500 menadżerów firm E&U, których roczne przychody przekraczają 500 milionów dolarów oraz od 360 menadżerów firm z sektorów końcowych o rocznych przychodach przekraczających 1 miliard dolarów, w tym z branż transportu ciężkiego, lotnictwa, transportu morskiego, stali, chemikaliów i rafinacji. Respondenci to osoby, które angażują się w planowanie i rozwój inicjatyw związanych z niskowęglowym wodorem i pracują w różnych obszarach przedsiębiorstw, takich jak strategia, rozwój produktów/usług, innowacje i inżynieria, operacje (łańcuch dostaw – zaopatrzenie, transport itp./produkcja), jednostki biznesowe zajmujące się wodorem, odnawialnymi źródłami energii, nowymi rodzajami energii, dekarbonizacją, środowiskiem, zrównoważonym rozwojem, transformacją energetyczną, zastosowaniem końcowym (wodór wykorzystywany do ogniw paliwowych/silników) itp.

W celu uzupełnienia wyników ilościowych, Instytut przeprowadził również ponad 20 wywiadów pogłębionych z organizacjami dostawczymi i popytowymi, startupami, organizacjami inwestycyjnymi, naukowcami, badaczami i regulatorami.

[1] Aby produkcja wodoru była uważana za niskoemisyjną, musi spełniać proponowany przez UE poziom emisji ekwiwalentu CO2 w całym łańcuchu produkcji wodoru wynoszący 3,38 kg na kilogram wyprodukowanego wodoru. W USA współczynnik ten wynosi 4,0 kg ekwiwalentu CO2 na kilogram wodoru. Chociaż wodór spełniający to kryterium może być produkowany również w wyniku pirolizy biomasy, w badaniu główny nacisk położony jest na wodór produkowany na drodze elektrolizy zasilanej energią odnawialną lub jądrową, która wiąże się z zerową lub marginalną ilością węgla, nazywany odpowiednio "zielonym wodorem" i "różowym wodorem".

[2]  W badaniu uwzględniono firmy reprezentujące następujące branże: transportu ciężkiego, lotnictwa, transportu morskiego, stali, chemikaliów i rafinacji.