Elektroliza wody odseparowana – metoda pozwalająca na wytwarzanie zielonego wodoru za 20 €/MWh dzięki nieregularności dostaw energii odnawialnej.

Hiszpania przygotowuje się do rozpoczęcia nowego etapu w produkcji wodoru odnawialnego dzięki projektowi, który łączy wodę, promieniowanie słoneczne oraz konstrukcję zaprojektowaną do pracy bez połączenia z siecią elektryczną.

Inicjatywa ta, realizowana przez H2Pro oraz międzynarodowego dewelopera Doral Hydrogen, stawia Extremadurę w centrum działań zmierzających do obniżenia kosztów, zapewnienia śledzenia wpływu na klimat oraz sprawdzenia, jak daleko może zajść technologia wciąż znajdująca się na etapie demonstracji.

Tandem zielony wodór – energia odnawialna

Projekt, przedstawiony jako pierwszy tego typu w Hiszpanii, będzie opierał się na technologii DWE, skrócie od Decoupled Water Electrolysis – systemie elektrolizy rozdzielonej, który dzieli produkcję wodoru i tlenu na dwa odrębne etapy.

Zgodnie z H2Pro, taka architektura umożliwia radzenie sobie z nieregularnością wytwórczości paneli fotowoltaicznych, pracę bez użycia membrany oraz unikanie części problemów z degradacją i efektywnością charakterystycznych dla konwencjonalnych systemów. Firma twierdzi ponadto, że jej projekt lepiej odpowiada cyklom uruchamiania i wyłączania źródeł odnawialnych energii.

Pierwszy etap rozpocznie się od elektrolizera DWE o mocy 5 MW podłączonego bezpośrednio, w prądzie stałym, do instalacji fotowoltaicznej o mocy 10 MWp. W przyszłości kompleks ma zostać rozbudowany do mocy elektrolizy 50 MW oraz zdolności fotowoltaicznej 80 MWp.

Celem jest to, aby cała instalacja funkcjonowała poza siecią i wytwarzała wodór napędzany wyłącznie energią słoneczną, spełniając najwyższe wymagania dotyczące paliw odnawialnych nierodzajem biologicznym, znanych jako RFNBO.

To nie jest tylko kwestia technologiczna. H2Pro twierdzi, że spadek cen energii odnawialnej nie przełożył się na wodór z taką samą intensywnością. Według ich obliczeń, konwencjonalne projekty związane z umowami zakupu zielonej energii kosztują około 50 euro za MWh, natomiast w konfiguracji odizolowanej od sieci możliwe jest obniżenie tej kwoty do poziomu 20 euro za MWh.

Firma oblicza w ten sposób oszczędność wynoszącą 2,5 raza i zapewnia, że jej system unika trybu czekania w stanie gotowości oraz utrzymuje wysoką efektywność w szerokim zakresie pracy – dwa czynniki, które uważa za kluczowe dla obniżenia kosztu wyrównanego wodoru, czyli LCOH.

Z perspektywy Hydrogen Europe ocena jest pozytywna, choć nie pozbawiona niuansów. Europejskie stowarzyszenie uważa, że jest to jeden z najbardziej wymagających modeli wśród rozwiązań do elektrolizy, właśnie dlatego, że elektrolizator jest podłączony do dedykowanej elektrowni słonecznej i nie zależy od sieci elektrycznej.

Jego zdaniem zapewnia to wodorę w pełni odnawialny, zmniejsza obciążenie już przeciążonej sieci oraz poprawia możliwość śledzenia pochodzenia energii. Prezentuje to ponadto jako rozwiązanie szczególnie przydatne w regionach o obfitych zasobach odnawialnych i w bliskiej odległości od punktów wpompowywania wodoru.

Dlaczego właśnie w Extremadurze?

Wybór Extremadury również nie jest przypadkowy. H2Pro podkreśla, że region posiada jedne z najlepszych zasobów słonecznych w Europie, ma wystarczająco dużo ziemi pod projekty odnawialne na dużą skalę oraz znajduje się w bliskiej odległości od punktów wpompowywania gazu do sieci Enagás.

To połączenie otwiera drogę do wstępnego wykorzystania wodoru poprzez zmieszanie go z gazem ziemnym – rozwiązanie, które firma określa jako tymczasowe i realistyczne. W średnim terminie obiekt zyskałby na wartości, gdyby doszło do realizacji korytarza H2Med, który firma postrzega jako przyszłą lokalizację do wpompowywania wodoru, umożliwiającą połączenie produkcji z Extremadury z popytem w Europie.

José María Sánchez, kierownik działu spalania i gazifikacji w CIEMAT, ocenia tę propozycję jako „przodownictwo w dziedzinie samowystarczalności energetycznej”, choć ostrzega, że jej realizacja wymaga elektrolizy o wysokiej odporności na przerywanie dostaw energii oraz bardzo precyzyjnego systemu sterowania pomiędzy źródłami energii odnawialnej a elektrolizatorem. Według tego eksperta nie byłoby realistyczne oczekiwać masowego wdrożenia przemysłowego przed rokiem 2030; ten rok, jak twierdzi, powinien być postrzegany raczej jako horyzont na weryfikację prototypów i instalacji pilotażowych.

H2Pro i Hydrogen Europe twierdzą, że mieszanie może stanowić etap pośredni w wykorzystaniu istniejącej infrastruktury i szybkim zmniejszeniu emisji, ale przyznają również, że nie jest to najbardziej efektywne wykorzystanie wodoru odnawialnego. Wyzwaniem będzie udowodnienie, że gaz ten może być wytwarzany tam i wtedy, gdy dostępne są czyste zasoby, integrować się z bardziej elastycznym systemem oraz zapobiec temu, by ta technologia stała się jedynie obietnicą zamiast rzeczywistym rozwiązaniem.

Hiszpania dąży do tego, by stać się miejscem testowania elektrolizy trzeciej generacji, a przy odpowiednim realizowaniu także jednym z kluczowych elementów przyszłego korytarza H2Med, zaprojektowanego do transportu zielonego wodoru pomiędzy Półwyspem Iberyjskim a resztą Europy.