Trudno sobie wyobrazić nowoczesną rafinerię bez konieczności wykorzystania wodoru. Do jakich celów wykorzystujemy wodór w rafinerii?
Przede wszystkim, aby spełnić wymagania stawiane nowoczesnym paliwom silnikowym. Głównie w zakresie zawartość siarki (maks. 10 mg/kg) oraz w celu usunięcia związków nienasyconych, które negatywnie wpływają na stabilność paliwa. Wodór jest niezbędny, żeby zwiększyć konwersję ropy naftowej, czyli uzyskać większy uzysk paliw z baryłki ropy. Realizuje się to w procesie hydrokrakingu, gdzie w temperaturze ok. 400⁰C i przy ciśnieniu 160 atm. przerabia się ciężkie destylaty w kierunku komponentów paliw silnikowych. I w końcu w wielu procesach rafinacji produktów naftowych, takich jak: oleje bazowe, parafiny – w celu poprawy ich jakości i stabilności. Poniższy schemat ilustruje cykl produkcji i zużycia wodoru w rafinerii.
Dodatkowo stosuje się metody odzysku wodoru ze strumieni rafineryjnych. Oprócz instalacji adsorpcyjnego odzysku wodoru (PSA) można zastosować też inne metody rozdziału (WOW, czyli Węzeł Odzysku Wodoru), np. rozdział gazów metodą rozdziału na membranach lub metodami niskotemperaturowymi przez wykroplenie pozostałych gazów (głównie LPG).
Wodór w rafinerii jest produkowany i zużywany na bierząco, więc nie buduje się instalacji do jego magazynowania. Obecnie jednak trwają prace koncepcyjne nad możliwością magazynowania wodoru w kawernach solnych. Zromadzony tam wodór teoretycznie mógłby być buforem bezpieczeństwa dla zaopatrywania w wodór rafinerii, ale przede wszystkim stanowiłby olbrzymi rezerwuar energii.
Rafineria to jeden z przykładów wykorzystywania wodoru na olbrzymią skalę. Dla przykładu rafineria Grupy LOTOS w Gdańsku zużywa na godzinę ok. 13,5 tony czystego wodoru. Jednak wodór jest niezwykle istotnym surowcem również w innych sektorach przemysłu. To najważniejszy surowiec do syntezy amoniaku, a następnie produkcji nawozów sztucznych. Jest również niezbędny w syntezie chemicznej, zwłaszcza do produkcji metanolu oraz olbrzymiej palety węglowodorów syntetycznych. Wodór powszechnie stosuje się do utwardzania tłuszczy w przemyśle spożywczym. Przemysł metalurgiczny wykorzystuje wodór do redukcji rud metali, takich jak german, molibden czy wolfram. Często wykorzystywany jest w kosmetyce i farmacji do dokładnego oczyszczania składników preparatów. Jednym słowem, trudno sobie wyobrazić dzisiejszy przemysł bez wodoru.
Archiwum
Podczas minionej, V edycji konferencji PCHET 2022, odbył się panel poświęcony m.in. odpowiedzi na pytanie: Czy wodór jest rozwiązaniem na transformację energetyczną? - Chciałbym szczególnie zwrócić uwagę Państwa na wypowiedź prof. Wojciecha Myśleckiego, Prezesa Zarządu Global Investment Corporation Sp. z o.o. oraz Honorowego Profesora Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.
Opowiadając o swoim doświadczeniu we wdrażaniu platformy bilansującej dla KSE, Profesor zaznaczył że duże zmiany i nowe modele biznesowe, mogą wprowadzić “tylko ludzie którzy chcą to zrobić i będą entuzjastami danej transformacji”
Profesor zwrócił uwagę na ważną rolę zaufania społecznego i kontaktów międzyludzkich. Namawiał uczestników konferencji do pełnej determinacji w działaniu we wdrażanie transformacji energetycznej i zaznaczył również, “że Unia Europejska nie zrezygnuje z programu Zielonego Nowego Ładu i pełnej dekarbonizacji. Przy każdym kryzysie Europa wzmacnia wręcz politykę jego wdrożenia, a po okresie COVID19 powstał program Fit for 55, którego odpowiedzią na kryzys energetyczny jest REPowerEU”
Profesor cytując przesłanie Petera F Drucker’a z książki „The New Realities” - „przełomowe technologie dokonują się, gdy następuję złożenie w odpowiednim czasie drobnych technologii i wynalazków razem i ich wspólne wykorzystanie”, skłania nas do myślenia, że podobnie teraz transformacja energetyczna nie dokona się przez upowszechnienie samych źródeł OZE, musimy pamiętać, że energia OZE, elektrolizery, magazyny, stacje tankowania i ogniwa paliwowe - to wszystko klocki, które dopiero zebrane razem, pozwolą dokonać transformacji energetycznej.
Profesor podkreślił, że “tylko przeprowadzenie transformacji energetycznej w Polsce zapewni nam właściwe miejsce w Unii Europejskiej, gdyż jest to program tożsamości europejskiej i za jej przeprowadzenie odpowiadamy wszyscy, a szczególnie uczestnicy tej konferencji.”
Obecnie mamy już Polską Strategię Wodorową, przygotowywane i uruchamiane są projekty wodorowe, ustanawiane jest również prawo wodorowe. Uważam, że Polskie przedsiębiorstwa muszą wdrożyć zmiany i stać się przyjazne środowisku, a produkowane towary szczególnie nawozy muszą stać się ”zielone”. Należy zatem poważnie potraktować wyzwania transformacji i naciskać ustawodawcę na przyspieszenie prac dotyczących konstytucji dla wodoru i ustanowieniem programów dofinansowania projektów H2.
Marek Foltynowicz, Ekspert Klastra Technologii Wodorowych.
Stanowisko Krajowej Izby Gospodarczej, Konfederacji Lewiatan, Stowarzyszenia Hydrogen Poland i Klastra Technologii Wodorowych.
Opublikowany projekt ustawy o zmianie ustawy Prawo Energetyczne, zakładający silną centralizację rynku wodoru, jest próbą pośredniego koncesjonowania rynku w pełni, czyli kontrolowania go. Nie sprzyja on zrównoważonemu rozwojowi, oszczędnemu i racjonalnemu użytkowaniu paliw i energii, rozwojowi konkurencji, a w szczególności nie równoważy interesów przedsiębiorstw energetycznych i odbiorców paliw i energii.
Projekt ustawy o zmianie ustawy – prawo energetyczne oraz niektórych innych ustaw, opublikowany przez Rządowe Centrum Legislacji z numerem wykazu UD382, jest długo wyczekiwaną implementacją do przepisów krajowych prawodawstwa dotyczącego gospodarki wodorowej. Przekazujemy uwagi zasadnicze KIG, Lewiatana, HP oraz Klastra Technologii Wodorowych dotyczące projektu, nie wyczerpujące naszych wszystkich wątpliwości.
1. Koncesjonowanie przesyłu i magazynowania
Jeśli celem prawodawcy byłaby stymulacja i pobudzenie procesów inwestycyjnych na szeroką skalę, to obowiązek uzyskania koncesji należy ocenić jako barierę administracyjną.
Proponowana nowelizacja wprowadza obowiązek uzyskania koncesji dotyczący instalacji magazynowania wodoru powyżej ilości 5 000 Nm3 , przesyłania wodoru, obrotu wodorem (z wyłączeniem obrotu poniżej 100 000 euro) oraz dostarczania wodoru bezpośrednimi rurociągami wodorowymi. Oznacza to z jednej strony, że wytwarzanie wodoru jest zwolnione z obowiązku koncesyjnego, ale magazynowania go w ilości większej niż 440 kg podlega rygorom koncesji, tak samo przesył i obrót. Biorąc pod uwagę rozproszoną architekturę rynku wodoru jest to próba pośredniego koncesjonowania rynku w pełni – kontrolowania go, ponieważ zwolnione z obowiązku będą tylko instalacje wytwarzające wodór w mikroskali.
Jeżeli kierunek koncesjonowania rynku jest uzasadniany aspektami bezpieczeństwa (wodór jest gazem łatwopalnym), to obowiązkowi koncesji powinny podlegać wszystkie instalacje magazynujące i przesyłające wodór. W nowelizacji z obowiązku uzyskania koncesji zwolnione są podmioty dostarczające wodór do odbiorcy przy pomocy dedykowanej infrastruktury gazociągowej. Oznacza to, że uprzywilejowaną pozycję otrzymują duzi gracze dysponujący dużą płynnością kapitałową, bowiem koszt budowy 1 km gazociągu dedykowanego stricte pod przesył wodoru szacuje się na poziomie 2,5 mln EUR. Jeśli do przesyłu wodoru będą dostosowane linie dziś służące do transportu gazu ziemnego, to w jednoznaczny sposób uprzywilejowuje to podmioty dysponujące takimi aktywami.
Proponowana formuła wprowadzenia zwolnień od obowiązku koncesyjnego sugeruje chęć tylko pozornego otwarcia rynku, podczas gdy jego większa część będzie nie tylko podlegać polityce regulatora (URE) ale uprzywilejowaną pozycję będą na nim zajmować operatorzy dedykowanej infrastruktury dystrybucyjnej (spółki skarbu państwa).
Ukłonów w kierunku takich podmiotów jest w proponowanej nowelizacji więcej. Między innymi dotyczy to ułatwionego procesu budowy instalacji oczyszczania wodoru, co wprost wzmacnia pozycję firm, które już dziś dysponują możliwością technicznego wytwarzania wodoru. Największą wadą proponowanych przepisów jest brak konsekwencji i logiki w kwestii koncesjonowania magazynowania wodoru. Magazynowanie tego gazu jest newralgicznym ogniwem gospodarki wodorowej, mogącym istotnie rzutować na powodzenie rynkowe całych procesów inwestycyjnych. Pełni ono krytyczną funkcję w procesie wytwarzania wodoru w sposób zrównoważony, dlatego wszelkie bariery w tym zakresie należy tworzyć z należytą ostrożnością i rozwagą.
2. Dystrybucja
Prawodawca zdaje się postrzegać wodór jako gaz „zamienny” z gazem ziemnym. Przepisy dotyczące jego magazynowania oraz dystrybucji wskazują, że uważa on gazociągi jako główną formę przesyłu i dystrybucji wodoru. Ogólne przepisy, przeniesienie zasad takich jak unbundling (rozdział właścicielski) czy TPA (dostęp stron trzecich) są analogiczne jak na rynku gazu ziemnego.
Tymczasem wodór produkowany i wykorzystywany dzisiaj w Europie cechuje rozproszona architektura, co wynika z braku technologii jego wielkoskalowego magazynowania. Rozproszone wytwarzanie i logistyka oraz dystrybucja ograniczona do minimum są jedynym rozwiązaniem operowania wodorem jako nośnikiem energii, jeśli zachowana ma być jakakolwiek racjonalność ekonomiczna. Oznacza to, że rozdzielność właścicielska instalacji wytwórczych i magazynujących stoi w jawnej opozycji do ekonomii przedsięwzięć jakimi jest wytwarzanie wodoru w procesie elektrolizy, zwłaszcza w przypadku zasilania tego procesu energią pochodzącą z OZE – również cechującą się rozproszoną architekturą.
3. Definicja wodoru
Proponowana definicja wodoru odnosząca się do numeru we wspólnotowym wykazie celnym CN 2804 10 00 (Nomenklatura Scalona) wydaje się daleko niewystarczająca. Definicja legalna wodoru powinna odnosić się nie tylko do numeru w wykazie celnym, lecz przede wszystkim wskazywać właściwości, a więc takie cechy, których spełnienie przez substancję chemiczną jest konieczne, aby była klasyfikowana w tym wypadku jako wodór.
Prawodawca powinien uwzględniać, że wodór jako najlżejszy pierwiastek, szczególnie podatny na dyfuzję nie występuje na ziemi w postaci jednorodnej – czystej. Zawsze towarzyszą mu inne substancje, dlatego o jego użyteczności w danym procesie decyduje koncentracja tych substancji towarzyszących. Rolą prawodawcy jest precyzyjne określanie jaki poziom czystości kwalifikuje wodór do objęcia przedmiotową ustawą.
4. Definicja elektrolizy i elektrolizerów
Do niewątpliwych zalet proponowanej nowelizacji należą nieostre definicje dotyczące procesu elektrolizy (konwersja elektrolityczna) oraz urządzeń jej dokonujących – elektrolizerów (instalacja konwersji elektrolitycznej). Ogólność sformułowań pozwala objąć nimi szerokie spektrum, również dziś jeszcze nie istniejących − przyszłych rozwiązań, które niewątpliwie pojawią się na tym wysoce konkurencyjnym rynku.
5. Operator sieci wodorowych
Kolejną zaletą proponowanej nowelizacji jest wprowadzenie do legislacji krajowej założeń będących elementami dopiero procedowanego w Parlamencie Europejskim Pakietu Wodorowo-Gazowego, a wśród nich powołanie oddzielnego operatora sieci wodorowych.
Podsumowanie: Prawodawcy należą się słowa uznania, iż równolegle z procedowaniem szeregu innych aktów prawnych dotyczących regulowania rynku energii w dobie kryzysu energetycznego zdecydował się uwzględnić również kwestie związane z wodorem. Jednocześnie należy zwrócić uwagę na szereg nieścisłości i braku rozpoznania problematyki zarówno od strony rynkowej, jak i naukowej, który skutkuje proponowaniem przepisów dotyczących wodoru w kształcie, który nie będzie sprzyjał rozwojowi rynku, a nawet jest sprzeczny z aktualnie obowiązującymi przepisami Ustawy Prawo Energetyczne.
Nowelizacja UD382_stanowisko_KIG,Lewiatan, Klaster HP (1).pdf
Wodór jako nośnik energii znany jest od dziesiątek lat – dopiero jednak teraz Unia Europejska i Polska w świetle ostatnich wydarzeń na świecie transformują swoją gospodarkę w kierunku H2. Innowacje energetyczne związane z produkcją, dystrybucją i wykorzystaniem zielonego wodoru są konieczne w celu utrzymywania zrównoważonej działalności i ciągłego rozwoju. Potrzebne są one zarówno przedsiębiostwom i organizacjom, jak również zwykłemu człowiekowi w celu utrzymania wysokiego poziomu jakości życia w zgodzie z ekosystemem.
Świadomość wyzwania przed jakim stoimy jako społeczeństwo jest duża, jednak abyśmy nie zapomnieli istoty tego przedsięwzięcia firma TÜV SÜD Polska podejmuje wysiłki i stwarza okazję dla naszej przyszłości – młodzieży i dzieci – do czynnego udziału w przemianie energetycznej i ekologicznej naszego kraju. Miło nam poinformować, że Klaster Technologii Wodorowych został partnerem konkursu H2idea.
Jest to ogólnopolski konkurs skierowany do uczniów szkół podstawowych (kl. VII-VIII) oraz szkół ponadpodstawowych (licea, technika, szkoły zawodowe), w którym uczniowie w 2-5-osobowych grupach pod opieką nauczyciela/opiekuna przygotują projekt (techniczny, informatyczny lub procesowy), którego rezultat będzie częścią gospodarki wodorowej lub będzie miał bezpośredni wpływ na rozwój tego sektora gospodarki.
Korzyści udziału w konkursie?
Co można wygrać w konkursie?
Więcej szczegółów oraz regulamin konkursu
