Oddolne podejście amerykańskie do produkcji zielonego wodoru daje większe szanse na sukces niż nakazowe podejście europejskie.
Zarówno Unia Europejska, jak i Stany Zjednoczone zaplanowały w ostatnich latach szeroko zakrojoną pomoc dla zielonych technologii. Znaczące miejsce w tych programach zajmuje wodór(1). Cel jest taki sam po obu stronach Atlantyku: zmniejszenie śladu węglowego. Jednak UE i USA już kolejny raz sięgają po różne narzędzia polityki gospodarczej, by rozwiązać podobne problemy.
W UE pierwsze są cele i daty, dopiero za nimi pójdą możliwości. Unijna strategia wodorowa wpisuje się w program Zielonego Ładu. Z jednej strony mamy tu do czynienia z regulacjami, a z drugiej ze szczegółowymi celami i związanymi z nimi subsydiami i wydatkami.
Częścią pierwszego filara strategii (cele) jest ogłoszona przez Komisję Europejską w 2023 r. Dyrektywa RED III (Renewable Energy Directive). Nakłada ona na kraje członkowskie UE konieczność wykorzystania w 2030 r. w przemyśle i transporcie paliw odnawialnych pochodzenia niebiologicznego (ang. RFNBO) o określonym udziale w zużyciu paliw ogółem. Dyrektywa nie wskazuje w jakiś specjalny sposób na sięganie po wodór, ale oczywistym celem jest stymulowanie popytu na zieloną jego wersję.
Drugi filar strategii to kilkanaście inicjatyw, m.in. opracowanie programów inwestycyjnych na rzecz zielonego wodoru oraz stworzenie tzw. gazociągów wodorowych. Inne działania mają z kolei zwiększyć popyt na wodór. To m.in. strategia inteligentnej mobilności, wprowadzenie wspólnych niskoemisyjnych norm dla promowania instalacji zielonego wodoru, opracowanie programu wsparcia produkcji stali niskoemisyjnej, itp. Jeszcze inną serię unijnych programów stanowią projekty ramowego wsparcia dla infrastruktury wodorowej (np. sieci, stacje paliw, itp.) oraz opracowanie przepisów dotyczących tego rynku i uruchomienie flagowego elektrolizera (2) o mocy 100 MW (3).
Żaden program UE nie byłby kompletny bez ambitnych terminów. Plan wspierania zielonego wodoru ma trzy fazy. Pierwsza (2020-2024) zakłada wyprodukowanie pierwszego 1 mln ton zielonego wodoru, z wykorzystaniem 100 MW energii przy jego produkcji w procesie elektrolizy. Faza druga (2025-2030) przewiduje produkcję 10 mln ton zielonego wodoru, z wykorzystaniem tym 40 GW energii do elektrolizy. Dodatkowo ma powstać sieć stacji paliwowych dla systemów grzewczych oraz „otwarty i konkurencyjny” rynek wodoru.
Wreszcie w fazie trzeciej (2030-2050), aż ¼ produkcji elektryczności z OZE ma być przeznaczona do produkcji wodoru, a syntetyczne paliwa z jego udziałem mają w pełni wspierać potrzeby transportu i ogrzewania. Finansowanie większości tych projektów ma pochodzić z programów Next Generation EU.
Zupełnie inaczej sobie ze strategią wodorową radzą w Stanach Zjednoczonych. Tu najpierw są bodźce, potem inwestycje. Inflation Reduction Act (IRA)(4) obejmuje inicjatywy dotyczące m.in. energii i zapobiegania zmianom klimatycznym. Został przegłosowany przez Kongres USA w 2022 r. Wydatki i ulgi dla sektora energii w jego ramach opiewają łącznie na 370 mld dol. Program jest rozłożony na 10 lat.
IRA zawiera zarówno subwencje, jak i ulgi dla produkcji zielonego wodoru, ale nie wyznacza dat i celów. Firma Ernst & Young obliczyła, że nakłady inwestycyjne na produkcję zielonego wodoru sięgną 50 mld dol. do 2035 r. Według tej samej analizy, ulgi podatkowe na inwestycje w zielony wodór spowodują zmniejszenie kosztów uzyskania tego surowca o 0,6-3.0 dol./kg. To dużo, jeśli wziąć pod uwagę różnicę kosztów bazowych zielonego i szarego wodoru.
Sektor prywatny już odpowiedział na te bonusy. Kwota już zapowiedzianych inwestycji odpowiada produkcji 1 mln ton błękitnego wodoru i 3,8 mln ton zielonego do 2030 r. Dodatkowo, firmy wyspecjalizowane w nowych technologiach do produkcji wodoru dla gospodarki komunalnej zakontraktowały inwestycje odpowiadające produkcji 1,2 mln ton wodoru do 2030 r. Program przewiduje też 8 mld dol. dotacji na budowę 6-10 central wodorowych (klastry łączące produkcję energii elektrycznej z produkcją wodoru i magazynowaniem wodoru). Biorąc pod uwagę postęp technologiczny i korzyści skali, w 2030 r. przewidywany koszt zielonego wodoru wyniósłby 0,5-1,5 dol./kg i byłby najniższy na świecie. USA miałyby wtedy wyższy potencjał eksportowy wodoru (5) niż Bliski Wschód i Afryka, nie mówiąc o Europie.
Niemniej trzeba zaznaczyć, że postęp technologiczny jest trudno przewidywalny. Efektywny koszt elektryczności ma tu kapitalne znaczenie dla kalkulacji kosztów. Długofalowe prognozy zakładają też ambitne umowy z dystrybutorami i tanie finansowanie. Żaden z tych czynników nie jest gwarantowany, co oznacza, że prognozy są obarczone dużym błędem estymacji.
Oddolne podejście amerykańskie daje jednak większe szanse na sukces niż nakazowe i normatywne podejście europejskie. Projekty unijne dodatkowo obciążone są niespójnością odgórnie sterowanej polityki Komisji Europejskiej z oddolnymi programami krajowymi. Nie jest jasne, czy obecna struktura produkcji wodoru pozostanie taka sama. Istotny jest też różny stopień zaawansowania inwestycji w OZE w poszczególnych krajach. Ostatecznie potrzeby rynków lokalnych i wewnętrzne możliwości fiskalne poszczególnych krajów mogą zakłócić osiągniecie planowanych przez Komisję Europejską celów.
Dr Krzysztof Błędowski pracuje w Wyższej Szkole Informatyki i Zarządzania w Rzeszowie. Jest członkiem Towarzystwa Ekonomistów Polskich.
- Wodór inaczej nazywamy w zależności od sposobu produkcji. Wodór szary jest uzyskiwany z użyciem energii ze źródeł kopalnianych. Pochodnym produktem jest wodór błękitny, produkowany ze źródeł kopalnianych, ale z sekwestracją (zatrzymaniem) CO2. Wodór zielony powstaje w procesie elektrolizy wody z użyciem energii pochodzącej wyłącznie ze źródeł odnawialnych.
- Istnieje wiele technologii wytwarzania wodoru. Najtańsza, najbardziej wydajna i najpopularniejsza metoda (50 proc. produkcji światowej) to reforming parowy. Paliwem jest tu gaz ziemny, ale produktem ubocznym – dwutlenek węgla, reforming przyczynia się więc do zmian klimatycznych. Natomiast elektroliza wody – rozszczepienie jej na wodór i tlen – choć ekologiczna, jest na razie mało wydajna i zapewnia tylko 0,2 proc. światowej produkcji wodoru. Koszt produkcji szarego i błękitnego wodoru to 1,0-1,8 dol./kg, a zielonego 2,50-6,80 dol./kg.
- “A Hydrogen Strategy for a Climate-Neutral Europe” European Commission, 2020.
- „The Inflation Reduction Act, 2022 – a Step Change for the Hydrogen Market”, Kapil Bansal, Ernst & Young, December 2022.
- W skali świata wytwarza się ok. 100 mln ton wodoru szarego, z tego ok. 25 proc. przy użyciu węgla, a resztę przy użyciu gazu ziemnego, co przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych. 10 mln ton wodoru powstaje w USA (w 95 proc. szarego), a 8 mln ton w Europie (też w 95 proc. szarego). Polska jest potentatem w skali Europy z produkcją 1 mln ton (38 proc. zapewnia sektor rafineryjny, a 37 proc. – nawozowy) – „Prognoza zapotrzebowania na wodór odnawialny RFNBO w Polsce do 2030 r.”, Grzegorz Tchorek, Uniwersytet Warszawski, 2023.