Polacy chcą się włączyć w rozwój napędu wodorowego

PAP: Skąd pomysł na program dotyczący magazynowania wodoru?

Zgodnie ze statutem NCBR finansuje działania innowacyjne mogące zwiększyć konkurencyjność naszej gospodarki, ale także polepszyć szeroko rozumianą jakość życia. Poprawę jakości życia można osiągnąć zarówno poprzez wzrost dochodu, jak również poprzez polepszenie jakości opieki zdrowotnej oraz stanu środowiska, w którym żyjemy. W okresie zimowym powszechnym zjawiskiem występującym w Polsce jest smog, który obniża jakość życia wielu osobom i jest przyczyną problemów związanych z układem oddechowym.

Obecnie transport i energetyka to branże, które znacznie obniżają stan jakości powietrza oraz wpływają niekorzystnie na zmiany klimatu. Z tego powodu wszyscy powinniśmy zainteresować się technologiami bezemisyjnymi, które umożliwiają stopniowe odchodzenie od paliw kopalnych. Wiąże się z tym szereg wyzwań różnego rodzaju. Odnawialne źródła energii wykorzystujące energię wiatrową oraz słoneczną wiążą się z trudnościami z utrzymaniem powtarzalnych parametrów dostarczanej energii w ciągu całej doby. Pojazdy elektryczne wyposażone w baterie mają ograniczony zasięg, co stanowi problem dla obecnych i potencjalnych, zainteresowanych korzystaniem z bardziej ekologicznego środka transportu użytkowników. Zwiększenie ilości baterii powoduje wzrost zasięgu pojazdu, ale również wzrost całkowitej masy pojazdu, a to z kolei zwiększa zapotrzebowanie na energię potrzebną do jego zasilania. Samochody elektryczne wyposażone w ogniwa paliwowe zasilane wodorem nie posiadają tego typu ograniczeń.

Zastosowanie wodoru jako nośnika energii może przyspieszyć przejście na gospodarkę zeroemisyjną pokonując wskazane trudności. Zastosowanie w pojazdach zbiorników wodoru może stanowić alternatywę dla baterii litowo-jonowych. Wodór jest najczęściej występującym we wszechświecie pierwiastkiem, a w jego reakcji z tlenem w ogniwach paliwowych powstaje woda oraz generowana jest energia elektryczna, która może zostać wykorzystana do zasilania wielu urządzeń elektrycznych. Ze względu na swój rozmiar, cząsteczka wodoru może przenikać przez ściany zbiorników konwencjonalnych. Stworzenie bezpiecznych i szczelnych magazynów wodoru jest obecnie drogie i nieefektywne, a materiały do ich produkcji są trudne w obróbce.

Z tego powodu w NCBR pojawił się pomysł programu "Magazynowanie wodoru", którego głównym celem jest opracowanie bezpiecznej i taniej technologii magazynowania wodoru umożliwiającej zasilanie ogniw paliwowych. Jednym z efektów tego programu będzie stworzenie prototypu innowacyjnego systemu zasobnika wodoru i zademonstrowanie jego działania w obiekcie mobilnym, np. samochodzie, dronie, czy statku.

PAP: Czy jesteśmy gotowi na nową technologię?

Pomysł na wodorowy napęd pojazdów nie jest rewolucyjny pod kątem konstrukcyjnym. Samochód z napędem wodorowym w rzeczywistości jest samochodem elektrycznym, w którym ogniwo paliwowe ze zbiornikiem wodorowym zastępuje baterię. Silnik elektryczny w obu samochodach jest ten sam, zmienia się tylko źródło zasilania.  Oczekujemy, że w ramach programu otrzymamy rozwiązanie w postaci zbiornika wodoru, który będzie można zamontować w obiekcie mobilnym. Głównym źródłem napędu wybranego obiektu mobilnego powinien być wodór, zgromadzony w opracowanym przez wykonawców zbiorniku. Wybór samego obiektu mobilnego należy do wykonawców - może być to zarówno hulajnoga, samochód jak i lokomotywa.

Budowa zbiornika wodorowego to wyzwanie zarówno technologiczne, jak i infrastrukturalne. O ostatecznym sukcesie technologii związanej z magazynowaniem wodoru będzie decydował także rozwój pozostałej infrastruktury, choćby stacji tankowania wodoru, których w tym momencie w Polsce nie ma - pierwsze mają powstać w 2021 roku. W Polsce już są produkowane autobusy napędzane wodorem np. przez Solaris czy Ursus, ale wciąż nie możemy ich spotkać na ulicach polskich miast. W takich przypadkach, inwestycje publiczne umożliwią pokonanie powstałego dysonansu i zrobienie pierwszego kroku w stronę wdrożenia innowacyjnych technologii do powszechnego stosowania.

Przykładem realizacji takich działań jest Górnośląsko-Zagłębiowska Metropolia, która widzi zalety i potencjał istniejący w autobusach zasilanych wodorem oraz planuje inwestycje w autobusy wodorowe. GZM podejmuje działania w celu implementacji autobusów wodorowych do swojej floty autobusowej, m.in.  ostatnio podpisała list intencyjny z Orlenem, dotyczący budowy stacji do tankowania wodoru. Płocki potentat posiada doświadczenie z technologiami wodorowymi i buduje już stacje wodorowe - w Niemczech.

Należy również podkreślić, że Polska jest jednym z największych producentów wodoru na świecie, z tym że produkujemy głównie tzw. "szary" wodór, który wymaga oczyszczenia. W mojej ocenie, mając na uwadze dostępność różnych technologii oczyszczania na skalę przemysłową, jesteśmy w stanie osiągnąć niezależność energetyczną w niedługim okresie i będziemy gotowi na nową technologię w postaci zastosowania ogniw paliwowych zasilanych polskim wodorem.

PAP: Jak jest finansowany ten program?

Program jest finansowany z Funduszy Europejskich, a jego budżet to 32 mln zł. Każdy z wykonawców programu ma szansę otrzymać wynagrodzenie w maksymalnej wysokości 9,2 mln zł. Program jest realizowany w formule tzw. zamówień przedkomercyjnych. Jest podzielony na etapy, po których następuje selekcja przedstawionych rozwiązań, a do dalszego etapu wyłaniani są wykonawcy charakteryzujący się najwyższą szansą otrzymania zakładanych parametrów technicznych zasobników wodoru. Oznacza to, że NCBR jest stroną zamawiającą i płaci za efekt, ustalając warunki decydujące o tym kto przejdzie do następnego etapu. Program "Magazynowanie wodoru" jest podzielony na trzy etapy - właśnie zbliżamy się do finału drugiego.

Zaproponowana przez NCBR formuła programu znacznie różni się od obecnie szeroko stosowanej formuły grantowej. Umożliwia ona m.in. rozwiązanie kwestii praw własności do opracowanych rozwiązań w postaci zapewnienia NCBR tzw. "royalties", czyli procentu od komercjalizacji opracowanych przez wykonawcę rozwiązań, ponieważ prawa własności pozostaną po stronie wykonawcy. Jednak w przypadku gdy podmiot przez dwa lata nie podejmie próby wdrożenia opracowanych rozwiązań prawa autorskie przechodzą na NCBR celem komercjalizacji tych rozwiązań. Wykonawcy deklarujący wyższy procent związany z tzw. "royalties" otrzymują na etapie oceny rozwiązań wyższą ilość punktów potrzebnych do zakwalifikowania się do kolejnego etapu programu. W zaproponowanej przez NCBR formule programu jednym z kryteriów oceny jest również kryterium finansowe związane z dokonaniem wyceny wysokości wynagrodzenia, którego wykonawca oczekuje od NCBR w celu podjęcia się realizacji prac badawczych w danym etapie. W tym kryterium wyżej punktowane są podmioty, które deklarują opracowanie zaprezentowanego rozwiązania przy niższych nakładach finansowych i oczekują niższego wynagrodzenia od NCBR.

PAP: Z czego składają się etapy?

Pierwszy, zakończony już etap, polegał na opracowaniu w ciągu 60 dni ogólnej koncepcji technologii magazynowania wodoru. W ramach tego etapu nawet 20 wykonawców mogło otrzymać do 100 tys. zł. Kolejny etap programu, trwający rok, ma na celu opracowanie wstępnego prototypu technologii magazynowania wodoru. Do tego etapu zostało zakwalifikowanych 5 wykonawców, którzy mogą maksymalnie otrzymać 2,5 mln zł na realizację przedstawionych celów. Drugi etap zakończy się ostatniego dnia lutego tego roku.

Po tym etapie schemat programu przewiduje weryfikację opracowanych technologii magazynowania wodoru dokonywaną przez niezależny podmiot. W międzyczasie odbywa się również weryfikacja potencjału komercjalizacyjnego uczestników programu, czyli ocena realnej współpracy z partnerem biznesowym - producentem obiektów mobilnych, przykładowo: autobusów, łodzi, dronów, itp. Ostatnia faza programu, do której zostanie zakwalifikowanych maksymalnie 3 wykonawców, będzie trwała 600 dni. Celem tego etapu jest ostateczne dopracowanie prototypów zasobników wodoru, co umożliwi ich powszechne zastosowanie. Każdy z wykonawców realizujących etap 3 otrzyma maksymalnie 6,6 mln zł. Zakończeniem etapu będzie prezentacja działania opracowanego zasobnika w wybranym przez wykonawcę obiekcie mobilnym (przykładowo: autobusie, samochodzie, łodzi, dronie, wózku widłowym, lokomotywie itp.).

Od redakcji:

Samochody wodorowe już istnieją i nie są tylko autobusy. Toyota produkuje seryjnie wodorowy model Mirai od... 2014 roku. Pod koniec ubiegłego roku pokazano już drugą generację tego pojazdu.

Ze względu na niską kaloryczność wodoru istnieją dwie metody przechowywania tego gazu - pod wysokim ciśnieniem lub w stanie ciekły, w bardzo niskiej temperaturze (poniżej -240 stopni Celsjusza). Tę drugą metodę stosuje się wyłącznie w instalacjach stacjonarnych, w urządzeniach mobilnych, nie ma innego rozwiązania, jak zbiorniki wysokociśnieniowe.