Wodór to jeszcze odległa przyszłość, ale przygotowywać trzeba się już

Wojciech Kwinta: Gaz ziemny jest paliwem przejściowym, ma zastąpić go wodór. Jak GAZ-SYSTEM przygotowuje się do tej transformacji?

Agnieszka Ozga: Gaz ziemny przez cały czas będzie istotnym elementem transformacji energetycznej, a moment, w którym wodór będzie mógł zastąpić gaz ziemny wymaga długofalowego planowania i gotowości gospodarki na tak istotną zmianę. Choć wodór jest często określany jako paliwo przyszłości, wdrożenie nowego źródła na wielką skalę wiąże się z szeregiem wyzwań technicznych, ekonomicznych i społecznych.
Zainteresowanie wodorem, a poprzez to zapotrzebowanie na ten konkretny nośnik energii w Polsce będzie rosło w najbliższych latach. Wiąże się to z takimi czynnikami, jak transformacja energetyczna i dekarbonizacja przemysłu, transportu czy budownictwa, które wymagają poszukiwania alternatywnych źródeł energii. Wodór, ze względu na swoje adekwatności, jest jednym z najbardziej obiecujących nośników energii, a możliwość produkcji ze źródeł odnawialnych daje optymalne rozwiązanie dla dekarbonizacji. Także sektory rafineryjny i chemiczny są tradycyjnymi odbiorcami wodoru, który wykorzystywany jest w procesach rafinacji ropy naftowej, produkcji nawozów sztucznych, tworzyw sztucznych oraz innych produktów chemicznych. Wyzwaniem jest też Europejski Zielony Ład określający unijne cele dotyczące redukcji emisji gazów cieplarnianych i zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii w bilansie energetycznym, stymulujący rozwój technologii wodorowych w całej Europie, w tym również w Polsce.

W.K.: Jaki jest horyzont czasowy do przeprowadzenia zmian?

A.O.: Transformacja energetyczna to proces długotrwały, który może trwać kilka dekad. Tempo zmian będzie zależeć od wielu czynników, takich jak dostępność technologii (rozwój i dostępność bardziej efektywnych i tańszych technologii wodorowych), koszty produkcji (obniżenie kosztów produkcji wodoru, co będzie możliwe dzięki postępom technologicznym i skalowaniu produkcji), polityka energetyczna (decyzje polityczne dotyczące przejścia na zeroemisyjną gospodarkę oraz wsparcie dla wykorzystania wodoru i inwestycji w infrastrukturę) oraz udział energii odnawialnej w krajowym miksie energetycznym (rozwój OZE niezbędnych do produkcji wodoru metodą elektrolizy).Trudno podać dokładny horyzont czasowy, ale szacuje się, iż znaczące zmiany w kierunku gospodarki wodorowej mogą nastąpić w ciągu najbliższych 15–20 lat. najważniejszy dla rozwoju rynku wodoru w Unii Europejskiej pakiet gazowo-wodorowy opublikowano 15 lipca 2024 r. w Dzienniku Urzędowym UE. Poza reformą dotychczasowych zasad regulujących infrastrukturę i rynek gazu ziemnego pakiet ustanawia nowe wspólne zasady dla rozwoju rynku wewnętrznego i infrastruktury wodoru. Jednocześnie Plan REPowerEU zakłada osiągnięcie poziomu 10 mln ton produkcji odnawialnego wodoru w ramach UE i 10 mln ton importu tego gazu do 2030 r.
W oczekiwaniu na przyjęcie Prawa wodorowego, które określi ramy prawne do powołania Operatora Sieci Przesyłowej Wodoru w Polsce oraz aktualizację kierunkowych dokumentów strategicznych – Polityki Energetycznej Polski, Krajowego Planu na Rzecz Energii i Klimatu oraz Polskiej Strategii Wodorowej, które określą wymagania i cele stawiane gospodarce krajowej w odniesieniu do wodoru, GAZ-SYSTEM aktualnie skupia działania na przygotowaniu się do wdrożenia wymagań wynikających z unijnego pakietu gazowo-wodorowego, realizacji już rozpoczętych projektów międzynarodowych (Nordycko-Bałtycki Korytarz Wodorowy) i inicjatyw krajowych (Wodorowa Mapa Polski) oraz aktualizacji długoterminowej polityki rozwojowej spółki w procesie transformacji energetycznej, zakładając aktywny udział w tworzeniu rynku wodoru w Polsce i Europie.

Choć wodór jest często określany jako paliwo przyszłości, wdrożenie nowego źródła na wielką skalę wiąże się z szeregiem wyzwań technicznych, ekonomicznych i społecznych

W.K.: W jaki sposób należy przygotować sieć gazową do przesyłu mieszaniny gazu z wodorem, jeżeli ma to być pierwszy etap przechodzenia na nowe paliwo?

A.O.: Przygotowanie sieci gazowej do przesyłu mieszaniny gazu z wodorem wymaga kompleksowego podejścia, obejmującego zarówno aspekty techniczne, jak i organizacyjne. Jednak z wielu względów GAZ-SYSTEM skupia się przede wszystkim na realizacji infrastruktury pracującej z czystym wodorem. Badania oraz rynek wskazują, iż zarówno po stronie popytu jak i podaży to przede wszystkim czyste paliwo jest przedmiotem zainteresowania w krajowej gospodarce. Niemniej prowadzimy w tej chwili dialog w ramach różnych grup technicznych na szczeblu krajowym i europejskim oraz z różnymi podmiotami na rynku w kontekście umożliwienia mieszania wodoru z gazem, a także dopuszczalnego (akceptowalnego) z punktu widzenia systemu (przesył oraz dystrybucja), użytkowanej infrastruktury, zainstalowanych urządzeń a przede wszystkim bezpieczeństwa funkcjonowania całego systemu.

W.K.: Wodór ma inne adekwatności niż gaz ziemny. Czy są już metody dostosowania istniejących gazociągów, a także pozostałej infrastruktury do przesyłania wodoru?

A.O.: Odpowiedź na tak postawione pytanie wymaga odniesienia się do dwóch kwestii. Pierwsza to ocena możliwości stopniowego zastępowania przesyłu gazu ziemnego wodorem i wykorzystania istniejącej infrastruktury służącej do przesyłu gazu ziemnego, poprzez przekazywanie poszczególnych odcinków gazociągów do tego celu (ang. repurposing). Druga to ustalenie wymagań technicznych dla przesyłu wodoru w sieci przesyłowej.
W przypadku pierwszej należy określić zapotrzebowanie na gaz ziemny w skali makro (całego kraju) oraz w poszczególnych obszarach. Na podstawie danych dotyczących planowanego zapotrzebowania na gaz ziemny konieczne jest wykonanie symulacji wskazujących czy przy „wyłączeniu” części gazociągów będzie możliwe bezpieczne i efektywne świadczenie usługi przesyłania gazu ziemnego do odbiorców. Obejmuje to ocenę zdolności przesyłowych sieci gazowej w poszczególnych rejonach, wytypowanie odcinków gazociągów równoległych, ocenę możliwości przełączenia odbiorców gazu ziemnego na inne kierunki zasilania.

Trudno podać dokładny horyzont czasowy, ale szacuje się, iż znaczące zmiany w kierunku gospodarki wodorowej mogą nastąpić w ciągu najbliższych 15–20 lat

Natomiast w ujęciu technicznym istotne są parametry istniejącej infrastruktury oraz zidentyfikowana wartość nakładów finansowych niezbędnych dla dostosowania gazociągów przesyłowych i infrastruktury towarzyszącej do transportu wodoru. Istotne są parametry przesyłowe wodoru, w szczególności wymagany wolumen przesyłu tego gazu i maksymalne ciśnienie robocze (MOP). Niezbędne jest ustalenie warunków występowania oraz skali negatywnego oddziaływania wodoru gazowego transportowanego pod ciśnieniem, które w uproszczeniu można określić mianem korozji wodorowej. Wymaga to oceny w takich obszarach jak: gatunki stali, struktura materiałów, skład chemiczny, adekwatności materiałów i ich połączeń spawanych i warunki pracy danego odcinka gazociągu.
Wprowadzenie dodatku wodoru do gazu ziemnego musi być również poprzedzone oceną potencjalnego negatywnego wpływu wodoru na istniejącą infrastrukturę przesyłową. Wprowadzenie wodoru w ilości do 2%, 5% lub 10 % (molowo), a takie ilości oceniamy jako najbardziej prawdopodobne i takie uwzględniamy w naszych bieżących analizach, potencjalnie może odbywać się przy zapewnieniu warunków technicznych identycznych jak dla gazu ziemnego. Co więcej taką mieszaninę przez cały czas możemy traktować jako gaz ziemny w ujęciu obowiązujących przepisów i norm technicznych. Odpowiedzialnie należy jednak stwierdzić, iż nie może się to odbyć bez pozytywnych wyników z adekwatnie przeprowadzonych analiz technicznych.
W wielu przypadkach może okazać się, iż bardziej ekonomiczne będzie wybudowanie od podstaw nowej dedykowanej infrastruktury dla przesyłu wodoru.

W.K.: Jakie są plany spółki w tym zakresie?

A.O.: GAZ-SYSTEM prowadzi od kilku lat szereg analiz dotyczących potencjalnego wpływu wodoru na infrastrukturę przesyłową i możliwości jej przystosowania do transportu wodoru zarówno jako mieszany z gazem ziemnym, jak również w kontekście możliwego do wykonania repurposingu istniejącej sieci.
W 2023 r. spółka przeanalizowała wytypowane odcinki gazociągów o różnej średnicy nominalnej, różnym maksymalnym ciśnieniu roboczym, różnych latach budowy, w tym także elementy obiektowe występujące na wytypowanych odcinkach sieci przesyłowej, pod kątem możliwości dostosowania istniejącej infrastruktury przesyłowej GAZ-SYSTEM do przesyłu gazu ziemnego z różną zawartością wodoru, uwzględniając choćby 100% wodoru. Etap pierwszy analizy polegał na zweryfikowaniu obecnego stanu technicznego infrastruktury przesyłowej w oparciu o posiadaną dokumentację techniczną i dodatkową inwentaryzację. W kolejnym etapie wykonano ogólną ocenę możliwości transportu wodoru w istniejącej sieci przesyłowej. Następnie dla analizowanych odcinków gazociągów zależnie od ich klasy lokalizacji obliczono wartości maksymalnego ciśnienia roboczego dla transportu wodoru. Ostatni etap polegał na ocenie technicznej poszczególnych gatunków stali, z których wykonano gazociągi i elementy infrastruktury towarzyszącej (ZZU, stacje gazowe), a także dokonano oceny możliwości wykorzystania poszczególnych urządzeń ciśnieniowych. W przeprowadzonych analizach opieraliśmy się w dużej mierze na wymaganiach kodeksu ASME B31.12. Hydrogen Pipeline and Pipelines, wydanego przez Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników. Zidentyfikowaliśmy główne wyzwania i w tych obszarach koncentrujemy kolejne projekty badawcze. GAZ–SYSTEM jest także zaangażowany w szereg takich projektów międzynarodowych.

Plan REPowerEU zakłada osiągnięcie poziomu 10 mln ton produkcji odnawialnego wodoru w ramach UE i 10 mln ton importu tego gazu do 2030 r.

W.K.: Jakie jeszcze działania podejmuje spółka na rzecz wodorowej przyszłości?

A.O.: W ramach wieloletniego członkostwa GAZ-SYSTEM w międzynarodowych organizacjach branżowych jak ENTSOG, a w szczególności stowarzyszeń o charakterze technicznym jak GERG i Marcogaz bierzemy udział w szeregu inicjatyw i analiz technicznych, których celem jest określenie możliwości wykorzystania istniejącej infrastruktury gazu ziemnego na potrzeby przesyłu wodoru. Na szczeblu krajowym aktywnie działamy w Zespołach Roboczych Komitetu Standardu Technicznego Izby Gospodarczej Gazownictwa, wskazując m.in. na potrzebę opracowania standardu technicznego dla sieci gazowej do przesyłu wodoru.
Laboratorium Pomiarów Jakości Gazu GAZ-SYSTEM w Pogórskiej Woli posiada ponadto możliwości oznaczania wodoru w paliwie gazowym, mając na uwadze, iż w najbliższym czasie wodór może stać się również składnikiem paliwa gazowego i jako Operator Sieci Przesyłowej powinniśmy być na to przygotowani.
Zakładamy, iż prowadzone prace badawcze w bliskiej perspektywie będą przechodziły z fazy analitycznej do fazy eksperymentalnej. Następnie etapami będzie dostarczana wiedza i wskazanie potrzeb modyfikacji w tej chwili obowiązujących wymagań technicznych stosowanych dla budowy infrastruktury przesyłowej. W tych kwestiach zakładamy współpracę z uczelniami, stowarzyszeniami branżowymi i podmiotami świadczącymi specjalistyczne usługi.

GAZ-SYSTEM, skupia się przede wszystkim na realizacji infrastruktury pracującej z czystym wodorem. W wielu przypadkach może okazać się, iż bardziej ekonomiczne będzie wybudowanie od podstaw nowej dedykowanej infrastruktury dla przesyłu wodoru

W.K.: Współpracują Państwo z innymi operatorami w projekcie Nordycko-Bałtyckiego Korytarza Wodorowego. Na jakim etapie jest to przedsięwzięcie?

A.O.: Pod koniec 2022 r. GAZ-SYSTEM wspólnie z operatorami systemów przesyłowych z Finlandii (Gasgrid Finland), Estonii (Elering), Łotwy (Conexus Baltic Grid), Litwy (Amber Grid) i Niemiec (ONTRAS) zainicjował projekt transgranicznej sieci przesyłu wodoru pn. Nordycko-Bałtycki Korytarz Wodorowy. W listopadzie 2023 r. projekt otrzymał od Komisji Europejskiej status Projektu Wspólnego Zainteresowania (ang. Project of Common Interest – PCI), co potwierdza istotność nowego korytarza wodorowego, który ma przebiegać z państw Bałtyckich przez Polskę do Niemiec dla budowy europejskiego rynku i infrastruktury wodoru. W styczniu 2024 r. rozpoczęto prace nad wstępnym studium wykonalności Nordycko-Bałtyckiego Korytarza Wodorowego. Prace zostały zakończone na początku lipca 2024 r. Analiza określa kompleksowe parametry projektu obejmujące aspekty techniczne, prawne, organizacyjne i ekonomiczne niezbędne do realizacji korytarza, stanowiąc podstawę opracowania mapy drogowej dla dalszej realizacji projektu.

W.K.: W jakim czasie można się spodziewać budowy transgranicznego wodorociągu?

A.O.: Aktualnie na podstawie wniosków płynących z analiz wykonanych w ramach wstępnego studium wykonalności, partnerzy Nordycko-Bałtyckiego Korytarza Wodorowego zamierzają przejść do kolejnej fazy planowania projektu, związanej m.in. ze szczegółowymi analizami ekonomicznymi i komercyjnymi. Wyniki tych analiz będą determinowały dalsze etapy projektu oraz perspektywę budowy nowego transgranicznego korytarza wodorowego.

Przyspieszenie realizacji projektów w zakresie infrastruktury przesyłowej wodoru wymaga wielopłaszczyznowego podejścia, łączącego m.in. narzędzia regulacyjne i finansowe

W.K.: W jakie inne inicjatywy wodorowe zaangażowana jest spółka?

A.O.:Poza projektami badawczymi, projektem Nordycko-Bałtyckiego Korytarza Wodorowego, ostatnie działania związane z obszarem wodoru to przede wszystkim Wodorowa Mapa Polski, której celem było przeprowadzenie badania polskiego rynku związanego z zapotrzebowaniem na usługę przesyłową dla wodoru. Badanie Wodorowa Mapa Polski (WMP) trwało od 18 kwietnia do 30 czerwca 2024 r. Łącznie otrzymaliśmy 62 ankiety, obejmujące prawie 200 projektów ze wszystkich badanych obszarów rynku: produkcja, konsumpcja, dystrybucja i magazynowanie wodoru. W tym czasie odbyły się dwa webinary, w których udział wzięło ponad 200 przedstawicieli rynku, reprezentujących różne branże, a tym samym różne potrzeby związane z wodorem. Podczas webinarów oraz w trakcie dialogu z uczestnikami badania, przybliżone zostały działania podejmowane przez GAZ-SYSTEM, w tym założenia i jego cele, zagadnienia związane z ankietą oraz plany spółki związane z budową infrastruktury wodorowej w Polsce. Określenie zainteresowania rynku korzystaniem z usługi przesyłu wodoru z uwagi na planowaną produkcję, konsumpcję, a także potrzeby dystrybucji i magazynowania pozwoli na wstępne zaplanowanie infrastruktury przesyłowej w ujęciu wolumenowym, geograficznym i czasowym. Wyniki badania rynku zostaną ogłoszone w IV kwartale 2024 r. Planowanie sieci wodorowej w Polsce będzie prowadzone w dialogu z rynkiem, co pozwoli na adekwatną identyfikację jego potrzeb w zakresie rozwoju infrastruktury przesyłowej.

Dostrzegamy szereg wyzwań związanych z produkcją zielonego wodoru i z pewnością będzie to miało bezpośrednie przełożenie na nasze plany i projekty budowy dedykowanej sieci wodorowej

W.K.: W jaki sposób można przyspieszyć rozwój rynku wodorowego?

A.O.: Przyspieszenie realizacji projektów w zakresie infrastruktury przesyłowej wodoru wymaga wielopłaszczyznowego podejścia, łączącego m.in. narzędzia regulacyjne i finansowe. Z perspektywy operatora sieci przesyłowej wodoru do kluczowych działań w tym zakresie można zaliczyć strategie wodorowe i plany działania, otoczenie regulacyjne, wsparcie finansowe, zharmonizowane normy i standardy sektorowe, a także inne działania.

W.K.: W jaki sposób zatrzymać to paliwo na miejscu? Czym będzie się różnić konstrukcja magazynu wodoru od podziemnych magazynów gazu?

A.O.: Nasze dotychczasowe badania i analizy wskazują, iż magazyn na gaz ziemny i wodór nie mają szczególnych różnic konstrukcyjnych. Podstawowe różnice występują w stosowanych do budowy i wykorzystywanych materiałach konstrukcyjnych. Stosowanie odpowiednich norm oraz adekwatna obsługa pozwalają na bezpieczną eksploatację takiej infrastruktury.

Dziś jesteśmy w pierwszej trójce europejskich producentów wodoru, ale ta produkcja oparta jest na gazie ziemnym. najważniejszy będzie przede wszystkim dostęp do energii ze źródeł odnawialnych i ekonomicznie uzasadnione wykorzystanie tego źródła do produkcji wodoru

W.K.: Jak sprostać wyzwaniom dotyczącym produkcji zielonego wodoru? Jest ona droga i wymaga dużych ilości energii elektrycznej.

A.O.: Dostrzegamy szereg wyzwań związanych z produkcją zielonego wodoru i z pewnością będzie to miało bezpośrednie przełożenie na nasze plany i projekty budowy dedykowanej sieci wodorowej. Należy jednak pamiętać, iż GAZ-SYSTEM nie odpowiada za ten obszar gospodarki, zostawiamy odpowiedzi na te pytania podmiotom, które planują produkcję wodoru z OZE.

W.K.: Czy Polska może być samowystarczalna pod względem zapotrzebowania na wodór? Jak to osiągnąć? Czy wystarczy nam energii elektrycznej?

A.O.: Jako kraj mamy spore możliwości. Dziś jesteśmy w pierwszej trójce europejskich producentów wodoru, ale ta produkcja oparta jest na gazie ziemnym. najważniejszy będzie przede wszystkim dostęp do energii ze źródeł odnawialnych i ekonomicznie uzasadnione wykorzystanie tego źródła do produkcji wodoru. W ostatnich latach Polska jest w procesie transformacji aktywów wytwórczych. To ich ilość oraz gotowość do produkcji energii będzie stanowiła o możliwej „samowystarczalności” dla krajowej gospodarki.

W.K.: Dziękuję za rozmowę.