Czy wodór może posłużyć do ogrzewania naszych domów? Eksperci są sceptyczni

zielony wodór, Polska

W ostatnich latach wodór jest promowany jako paliwo przyszłości, głównie w transporcie. Niektórzy twierdzą, że gaz ten świetnie sprawdziłby się również w ogrzewaniu budynków. Jednak według raportu World Energy Transitions Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej IRENA prawda wygląda zgoła inaczej.

Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia

Redakcja GLOBEnergia

zielony wodór, Polska

Podziel się

Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej IRENA podkreśla, jak ważny w kontekście transformacji energetycznej jest sektor mieszkalny. W naszych domach jest coraz więcej energochłonnych urządzeń. Według najnowszego raportu organizacji, całkowita konsumpcja energii przez budynki wzrośnie od 120 eksadżuli (1018 dżula) do ponad 150 EJ do 2050 roku. Aby jednocześnie pokryć zapotrzebowanie energetyczne dla wszystkich budynków i zmniejszyć emisję dwutlenku węgla, konieczne jest wykorzystanie w tym celu energii odnawialnej. Według scenariusza, który zakłada, że średnia roczna temperatura nie wzrośnie na świecie o więcej niż 1,5°C, w 2050 roku do zasilania budynków posłuży głównie energetyka słoneczna oraz pompy ciepła. Wśród wszystkich sposobów na ograniczenie emisji CO2 przez budynki najbardziej marginalne znaczenie ma wykorzystanie wodoru. Według prognoz na 2030 rok energia pochodząca z wykorzystania tego gazu ma wynosić 0,16 EJ. Jednak całkowity udział tego nośnika energii w 2050 roku sięga jedynie 0,14 EJ. Oznacza to spadek znaczenia tego źródła w kontekście całego sektora.

Źródło: IRENA

Z przewidywaniami IRENA nie zgadzają się organizacje promujące energetykę wodorową. Jedną z nich jest Hydrogen Europe, która pod koniec 2022 roku wydała broszurę poświęconą wykorzystaniu wodoru do ogrzewania budynków. 

Czy wodór to rzeczywiście przyszłość ogrzewnictwa?

Według Hydrogen Europe do dystrybucji wodoru może posłużyć istniejąca infrastruktura gazowa. Tym samym inwestycje w tym zakresie ograniczają się do zakupu i adaptacji samych urządzeń. Do tych urządzeń mają należeć m.in. kotły wodorowe. Dodatkowo organizacja wymienia inne zalety wykorzystania tego nośnika energii do ogrzewania budynków. Według Hydrogen Europe wodór ułatwia magazynowanie energii odnawialnej, zabezpieczając tym samym dostawy ciepła dla całego sektora. Ponadto jako nośnik energii ułatwia jej transport z miejsca wytwarzania (np. z morskich farm wiatrowych) do miejsc poboru. Jednak wiele osób może się z tymi założeniami nie zgodzić. Po pierwsze, dostosowanie istniejącej infrastruktury gazowej do wykorzystania wodoru wcale nie musi być takie proste. Cząsteczki H2 są znacznie mniejsze od cząsteczek gazu ziemnego, przez co bardziej prawdopodobny jest ich wyciek przez złącza i zawory występujące w instalacji. Tak więc przewody instalacyjne wymagałyby znacznego uszczelnienia. Konieczne byłoby również wymienienie dodatkowego osprzętu instalacji, takiego jak sprężarki czy pompy. Dodatkowo wodór jest nie tylko gazem wybuchowym, ale także sam jest uznawany za gaz cieplarniany. W celu podkreślenia zalet wodoru Hydrogen Europe przywołuje przykład Niemiec, które borykają się z problemem przesyłania energii wytworzonej przez farmy off-shore na południe kraju. Można przyznać, że przesyłanie energii z odległych farm wiatrowych przy użyciu wodoru i istniejącej infrastruktury gazowej byłoby prostsze niż budowanie nowej linii wysokiego napięcia. Jednak należy zaznaczyć, że wytworzenie wodoru samo w sobie jest bardzo energochłonne. Energia elektryczna pochodząca z farm OZE musiałaby zostać w dużej mierze zużyta do produkcji nośnika energii. Natomiast w przypadku istnienia standardowej linii przesyłowej energia elektryczna mogłaby bezpośrednio zasilić pompy ciepła, które mogą wytworzyć znacznie większą ilość ciepła na cele grzewcze. 

Wodór kontra pompy ciepła

Opublikowana w 2022 roku broszura w dużej mierze dyskredytuje inne źródła ciepła na rzecz wodoru. Hydrogen Europe podkreśla, że pompy ciepła są dużo mniej efektywne przy niskich temperaturach oraz w słabo ocieplonych budynkach. Wbrew powszechnej opinii jest to mit, czego potwierdzeniem może być fakt, że pompy ciepła są najbardziej popularne m.in. w krajach skandynawskich. Naukowcy z Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii (ETH Zürich) postanowili ostatecznie rozwiązać kwestię tego, która metoda ogrzewania budynków będzie lepsza - pompy ciepła czy technologia wodorowa. Według przeprowadzonych przez nich badań koszty produkcji zielonego wodoru są obecnie zbyt wysokie. Dodatkowo wytwarzanie tego pierwiastka na cele ogrzewania wiązałoby się z koniecznością zwiększenia produkcji energii elektrycznej z OZE nawet pięciokrotnie. Dużo lepszym rozwiązaniem wciąż pozostaje rozwój branży pomp ciepła. Urządzenia te przy stosunkowo niskich nakładach energetycznych są w stanie wytworzyć duże ilości ciepła. Potwierdzeniem badań szwajcarskiego zespołu mogą być prognozy przedstawione przez organizację IRENA, które zakładają ogromny rozwój rynku pomp ciepła do 2050 roku.

Mocno promowany w ostatnich latach wodór okazuje nie mieć zastosowania w ogrzewaniu budynków. Jednak nie jest to powód do zaprzestania rozwoju technologii wodorowej. Według raportu IRENA całkowita produkcja wodoru do roku 2050 powinna zwiększyć się ponad czterokrotnie. Gaz zostanie użyty przede wszystkim do dekarbonizacji sektora przemysłowego oraz jako paliwo dla samolotów oraz statków dalekomorskich. 

Źródło: irena.org, hydrogeninsight.org

Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia

Redakcja GLOBEnergia