Wodór jako magazyn energii? Sezonowe nadzieje i technologiczne wyzwania

• Wodór może być skutecznym magazynem energii sezonowej, pozwalając przechowywać nadwyżki energii z OZE latem i wykorzystywać je zimą, choć obecna niska sprawność (odzyskujemy tylko ok. 20% energii) i wysokie koszty stanowią barierę dla szerszego zastosowania.
• Przydomowe magazyny wodoru są dziś niepraktyczne, wymagają bowiem dużych objętości zbiorników (np. ponad 11 m³ dla typowego domu), kosztownych materiałów i zaawansowanych zabezpieczeń technicznych, co znacznie podnosi koszty.
• Przemysłowe magazynowanie wodoru może się rozwijać szybciej dzięki technologiom takim jak LOHC czy magazynowanie w postaci amoniaku. To rozwiązanie może być strategiczne dla dużych farm OZE, gdzie pojawia się realny problem z nadprodukcją energii.

Sezonowy magazyn na horyzoncie?

Idea wykorzystania wodoru jako środka do sezonowego magazynowania energii pojawia się coraz częściej w kontekście nadwyżek z OZE. W sytuacji, gdy latem fotowoltaika produkuje więcej prądu, niż jesteśmy w stanie zużyć lub sprzedać, powstaje pytanie, czy można tę nadmiarową energię "zamknąć" w wodorze i wykorzystać ją zimą.

Z technicznego punktu widzenia to możliwe, ale kosztowne i mało efektywne. Wyprodukowanie 1 kg wodoru wymaga około 55 kWh energii, a z powrotem w ogniwie paliwowym można odzyskać jedynie 12 kWh. Choć istnieje możliwość odzysku ciepła w tym procesie, nadal całkowita sprawność cyklu pozostaje niska.

Co ważne, magazynowanie energii w wodorze ma przewagę czasową nad popularnymi akumulatorami litowo-jonowymi. Te ostatnie sprawdzają się w cyklach dobowych lub kilkudniowych, natomiast wodór potencjalnie umożliwia sezonowe przechowywanie energii. W kontekście zmieniającego się miksu energetycznego i coraz większych mocy zainstalowanych w OZE, to może być cenna przewaga. W okresach nadwyżek energii, takich jak wiosenne i letnie weekendy z intensywnym nasłonecznieniem i niskim zapotrzebowaniem, możliwe byłoby kierowanie części produkcji do elektrolizerów.

Mikroinstalacje czy makroskala?

Marzenie o przydomowym magazynie wodoru musi zderzyć się z rzeczywistością. Dla domu, który potrzebuje 5 000 kWh na sezon grzewczy, potrzeba byłoby około 270 kg wodoru. Przy przechowywaniu pod ciśnieniem 350 bar oznacza to objętość 11,4 m³ netto, co przekracza możliwości większości domów.

Do tego dochodzą aspekty bezpieczeństwa i kosztów. Zbiorniki muszą wytrzymywać ogromne ciśnienia i być wykonane z kosztownych materiałów kompozytowych, odpornych na przenikanie cząsteczek wodoru. Z punktu widzenia przeciętnego konsumenta, taka technologia jest obecnie poza zasięgiem finansowym i logistycznym. Co więcej, sprawność systemu domowego, łącznie z elektrolizerem i ogniwem paliwowym, jest niska i nieopłacalna bez znacznych dotacji.

Inaczej sytuacja wygląda w przemysłowej skali. Projekty opierające się na magazynowaniu energii z OZE za pomocą związków chemicznych takich jak LOHC (ciekłe organiczne nośniki wodoru) czy amoniak mogą w przyszłości odegrać istotną rolę. Ich zaletą jest możliwość magazynowania wodoru w formie płynnej i stabilnej przez długi czas. Choć obecnie rozwijane głównie w projektach pilotażowych, te technologie mogą zapewnić rozwiązania dla wielkoskalowych farm PV lub wiatrowych, które borykają się z problemem nadprodukcji.

Czy wodór to faktycznie przyszłość energetyki?

Przy dzisiejszych kosztach i sprawnościach wodór nie jest konkurencyjny wobec chemicznych magazynów energii, szczególnie w zastosowaniach domowych. Ale w sytuacjach, gdy energia z OZE jest nadmiarowa i niemal darmowa, inwestycje w technologie wodorowe mogą mieć sens. 

Warto jednak zauważyć, że rozwój technologii wodorowych jest dynamiczny i wspierany przez politykę klimatyczną Unii Europejskiej. Powstają nowe projekty badawcze, a koszty elektrolizerów systematycznie spadają. Jeśli uda się opracować bardziej efektywne metody produkcji i magazynowania wodoru, może on zyskać na znaczeniu jako magazyn energii o dużym potencjale.

Największym atutem wodoru pozostaje możliwość długookresowego magazynowania energii. Choć na razie nie daje przewagi ekonomicznej, może stać się strategiczną technologią przyszłości, zwłaszcza przy rosnącym udziale OZE i spadających cenach technologii elektrolizy. To jeszcze nie rewolucja, ale zdecydowanie warto patrzeć na ten kierunek z uwagą. Tym bardziej że system energetyczny potrzebuje elastyczności nie tylko w skali godzinowej, ale i sezonowej, a tutaj wodór może wypełnić lukę, której nie są w stanie zasypać klasyczne akumulatory.

Więcej na ten temat posłuchasz w najnowszym odcinku Energetycznego Talk-Show: