Szansa dla Polski. Na tonie węgla da się przejechać 18 tys. km

Odwrót od diesli powoduje wyraźny wzrost zainteresowania pojazdami z napędem spalinowo-elektrycznym. Od lat na rozwój technologii hybrydowej konsekwentnie stawia Toyota. Japończycy patrzą jednak jeszcze dalej w przyszłość, czego dowodem jest pierwszy na świecie seryjnie produkowany samochód wodorowy - sedan Toyota Mirai.

Mirai jest w istocie pojazdem elektrycznym, który jednak w przeciwieństwie do klasycznych aut tego typu nie czerpie energii z akumulatorów zasilanych z zewnętrznych źródeł, lecz wytwarza ją niejako sam, dzięki reakcji wodoru z tlenem w specjalnych ogniwach paliwowych. Jedynym ubocznym produktem tego procesu jest para wodna, co sprawia, że Mirai jest autem wyjątkowo przyjaznym dla środowiska naturalnego.

Powstaje pytanie, skąd brać wodór niezbędny do napędzania samochodów FCV (z angielskiego: Fuel Cells Vehicle)? W polskich realiach szczególnie obiecująco wygląda perspektywa pozyskiwania tego pierwiastka dzięki gazyfikacji węgla. Rozmawiamy na ten temat z dr. inż. Andrzejem Szałkiem z Akademii Toyoty i Lexusa.

- Ile wodoru da się uzyskać z tony węgla?

- Ze zgazyfikowania 1 tony węgla można otrzymać około 1700 metrów sześciennych  wodoru, co wagowo odpowiada około 150 kg.

- Jak się to przekłada na zasięg samochodu napędzanego tym paliwem?

- Toyota Mirai zużywa około 0,8 kg wodoru na 100 km, więc "na tonie węgla" można przejechać około 18 tys. kilometrów.

- Czy do produkcji wodoru można wykorzystać każdy rodzaj węgla?

- Tak, do tego celu nadaje się zarówno węgiel brunatny, jak i kamienny. Są metody wykorzystujące węgiel bardzo niskiej jakości, klasyfikowany nawet jako odpad.

- Jakich inwestycji wymaga rozpoczęcie produkcji wodoru z węgla na skalę przemysłową?

- Pierwszym etapem jest sama gazyfikacja. Pozostaje do rozstrzygnięcia, czy kupimy gotową technologię, na przykład w USA, Kanadzie czy Chinach, czy też będziemy rozwijać własne pomysły, co oczywiście wymaga środków na badania, opracowanie metody przemysłowej. Następnie należy odpowiedzieć sobie, do czego ma służyć wspomniana gazyfikacja. Przemysł chemiczny potrzebuje na przykład  metanolu - z węgla pozyskuje się go taniej niż z gazu ziemnego. Innym produktem uzyskiwanym dzięki gazyfikacji jest amoniak. W Polsce wielokrotnie dokonywano kalkulacji opłacalności zgazowywania węgla i dla przemysłu chemicznego, na przykład zakładów w Kędzierzynie-Koźlu, zawsze wypadały one korzystnie.

Trochę inaczej wygląda to w przypadku energetyki. Tu inwestycje byłyby droższe, co nie znaczy, że nieopłacalne. Zresztą bloki energetyczne w naszych elektrowniach są stare i tak czy inaczej kiedyś trzeba będzie rozpocząć ich modernizację.

Rozważając produkcję wodoru dla ogniw paliwowych, stacjonarnych czy też montowanych w pojazdach, należy uwzględnić proces jego oczyszczania. I te technologie są jednak opanowane i powszechnie stosowane.

Dodajmy, że wodór stanowi około 75 proc. zawartości gazu syntezowego, czyli produktu gazyfikacji węgla.

- Ile to wszystko by kosztowało?

- Od kilkuset tysięcy euro do kilku miliardów. Zależy to oczywiście od wielkości inwestycji, technologii, źródła jej pochodzenia itp.

- Ekolodzy wskazują, że przy produkcji wodoru z węgla powstają ogromne ilości dwutlenku węgla, będącego szkodliwym gazem cieplarnianym. 

- Rzeczywiście jest to główny argument przeciwników zgazowywania węgla, tymczasem CO2 można zutylizować, na przykład wykorzystać do produkcji cementu i tworzyw sztucznych. Obydwie te gałęzie przemysłu są w Polsce dobrze rozwinięte. Warto zauważyć, że produkcja wodoru metodą elektrolizy,  z wykorzystaniem tak mocno promowanej energii odnawialnej, wymaga dużo większych inwestycji i jest wielokrotnie droższa.

- Ile wodoru produkujemy obecnie w Polsce?

- Około 1 mln ton rocznie, co wystarczyłoby do napędzania około 5 mln samochodów takich jak Mirai, przy założeniu rocznego przebiegu na poziomie 20 tysięcy kilometrów.