Wodór staje się paliwem przyszłości. Przełomowe będą najbliższe lata (WYWIAD)

.Marcin Dzierżanowski: Czy polski biznes potrafi korzystać z dorobku młodych naukowców?

Dr inż. Wioletta Górska-Włodarczyk: Myślę, że robi to coraz lepiej. Nadal jednak nie wykorzystujemy w pełni potencjału współpracy między nauką a przemysłem. Na szczęście w ostatnich latach widać coraz większe zainteresowanie innowacjami, nowymi technologiami oraz projektami badawczo-rozwojowymi, szczególnie w sektorach energetycznym czy przemysłowym. Według mnie dobrym pomysłem było otwarcie ścieżki doktoratów wdrożeniowych, które łączą świat nauki z realnymi potrzebami przemysłu. Dzięki temu badania naukowe nie kończą się jedynie na publikacjach, ale mogą być wykorzystywane w praktyce i prowadzić do konkretnych wdrożeń technologicznych.  

Nadal nie wykorzystujemy w pełni potencjału współpracy między nauką a przemysłem. Na szczęście w ostatnich latach widać coraz większe zainteresowanie innowacjami, nowymi technologiami oraz projektami badawczo-rozwojowymi, szczególnie w sektorach energetycznym czy przemysłowym

Jak to wygląda w praktyce?

Doktorant pracuje jednocześnie w środowisku naukowym i przemysłowym, dzięki czemu lepiej rozumie potrzeby rynku oraz może prowadzić badania mające bezpośrednie zastosowanie w gospodarce. W efekcie może rozwiązywać rzeczywiste problemy technologiczne przedsiębiorstw. To rozwiązanie jest korzystne również dla firm, które zyskują dostęp do nowoczesnej wiedzy, laboratoriów i zaplecza badawczego uczelni czy instytutów naukowych. Dzięki temu łatwiej rozwijać innowacyjne technologie, nowe produkty czy nowoczesne procesy produkcyjne.

A czy możliwa jest też szersza współpraca firm i uczelni?

W tej dziedzinie również jest lepiej niż było. Coraz częściej firmy współpracują z uczelniami technicznymi i instytutami badawczymi, tworząc wspólne projekty oraz inwestując w rozwój nowych technologii. Bardzo dobrym przykładem takiej współpracy jest Akademia Wodorowa ORLEN. To program realizowany wspólnie z uczelniami, ekspertami branżowymi i partnerami technologicznymi.

W ramach Akademii studenci i absolwenci uczestniczą w wykładach, laboratoriach, warsztatach oraz wizytach na rzeczywistych instalacjach przemysłowych związanych z produkcją i wykorzystaniem wodoru. Program pozwala młodym ludziom zdobywać praktyczne doświadczenie oraz rozwijać kompetencje potrzebne w nowoczesnej energetyce. Najlepsi uczestnicy otrzymują możliwość odbycia płatnych staży, a część absolwentów znajduje później zatrudnienie przy projektach związanych z produkcją wodoru, paliwami syntetycznymi czy modelowaniem procesów technologicznych. Pokazuje to, że współpraca biznesu z nauką może realnie przekładać się na rozwój nowych sektorów gospodarki i tworzenie nowoczesnych miejsc pracy. To ważne, zwłaszcza że młodzi naukowcy często mają świeże pomysły i otwartość na nowoczesne rozwiązania. Generalnie więc sytuacja stopniowo się poprawia, ponieważ rośnie świadomość, że innowacje i rozwój technologiczny są dziś jednym z kluczowych elementów konkurencyjności gospodarki. Dlatego w kolejnych latach współpraca biznesu z młodymi naukowcami będzie prawdopodobnie odgrywała coraz większą rolę.

Przeczytaj: Efekt anty-Midasa i budowanie na pustyni. Dlaczego polska nauka wciąż mija się z biznesem? (WYWIAD)

Czy jednak, przy obecnym niedofinansowaniu nauki, będziemy w stanie zatrzymać w Polsce naukowe talenty?

Moim zdaniem jednym z największych wyzwań polskiej nauki jest nie tylko poziom finansowania, ale również stworzenie stabilnych warunków rozwoju dla młodych naukowców i specjalistów. Wiele utalentowanych osób wyjeżdża za granicę, ponieważ tam mają lepszy dostęp do nowoczesnych laboratoriów, większych budżetów badawczych oraz bardziej przewidywalnych ścieżek kariery.

Jednym z największych wyzwań polskiej nauki jest nie tylko poziom finansowania, ale również stworzenie stabilnych warunków rozwoju dla młodych naukowców i specjalistów

To co w takim razie zrobić, by ich zatrzymać?

Potrzebne są przede wszystkim długoterminowe inwestycje w badania i rozwój, stabilne finansowanie projektów oraz większe wsparcie dla współpracy nauki z przemysłem. Bardzo ważne jest także tworzenie programów stażowych, grantów i projektów wdrożeniowych, dzięki którym młodzi naukowcy mogą rozwijać swoje kompetencje i jednocześnie widzieć realny wpływ swojej pracy na gospodarkę i nowe technologie. Moim zdaniem kluczowe jest również inwestowanie w obszary przyszłościowe.

To znaczy?

Świetnym przykładem są technologie wodorowe, energetyka niskoemisyjna, magazynowanie energii, nowoczesna petrochemia czy cyfryzacja przemysłu. To właśnie w tych sektorach powstają dziś najbardziej innowacyjne projekty i tam polska nauka może budować swoją przewagę konkurencyjną. Dobrym kierunkiem jest także rozwijanie współpracy między uczelniami, instytutami badawczymi i dużymi firmami przemysłowymi. Przykładem mogą być programy realizowane przez ORLEN, takie jak Akademia Wodorowa. Pozwalają one młodym ludziom zdobywać praktyczne doświadczenie oraz uczestniczyć w projektach związanych z nowoczesną energetyką i technologiami przyszłości. Uważam, że Polska ma bardzo duży potencjał naukowy i wielu zdolnych młodych specjalistów. Kluczowe jest jednak stworzenie warunków, w których naukowcy będą mogli rozwijać swoje projekty w kraju i widzieć realne możliwości rozwoju zawodowego oraz współpracy z nowoczesnym przemysłem.

A jak to było w pani przypadku? I jak w pani życiu naukowym pojawił się wodór?

Moja droga naukowa była od początku związana z tematyką paliw i energetyki. Ukończyłam studia na Wydziale Paliw i Energii AGH, gdzie zajmowałam się przede wszystkim biopaliwami oraz badaniem ich jakości i właściwości użytkowych. Już wtedy interesowały mnie nowoczesne paliwa oraz rozwiązania, które mogą ograniczać wpływ transportu i energetyki na środowisko. Kontynuacją tej drogi były studia doktoranckie na WAT i praca naukowa związana z poprawą jakości paliw z wykorzystaniem nowoczesnych materiałów, między innymi pochodnych grafenu.

Przeczytaj: Dr inż. Dagmara Stasiowska: „Chciałabym być pierwszą kosmiczną pszczelarką” (WYWIAD)

Czego dotyczyły pani badania?

Możliwości poprawy parametrów paliw, ich efektywności oraz wpływu na emisję zanieczyszczeń. Był to bardzo ciekawy obszar, ponieważ łączył klasyczne paliwa z nowoczesnymi technologiami materiałowymi. Przez kolejne lata uczestniczyłam również w projektach badawczych i rozwojowych, których celem było poszerzanie wiedzy o paliwach alternatywnych, ich jakości, możliwościach zastosowania oraz wpływie na środowisko i bezpieczeństwo energetyczne. Dzięki temu mogłam obserwować, jak bardzo dynamicznie zmienia się cały sektor energetyczny i transportowy. Tematyka wodoru pojawiła się naturalnie jako kolejny etap transformacji energetycznej.

W ostatnich latach o wodorze dużo się mówi.

To prawda. Wodór stał się jednym z najważniejszych kierunków rozwoju nowoczesnej energetyki i transportu, a wiele dużych firm energetycznych, w tym ORLEN, zaczęło bardzo mocno inwestować w technologie wodorowe. Wpisuje się to w światowy trend związany z dekarbonizacją gospodarki, rozwojem odnawialnych źródeł energii oraz poszukiwaniem paliw niskoemisyjnych dla transportu i przemysłu. Dla mnie było to naturalne rozszerzenie wcześniejszych zainteresowań naukowych — od jakości paliw i biopaliw do nowoczesnych paliw przyszłości, takich jak wodór.

Czy to znaczy, że wodór jest przyszłością rynku paliwowego?

Uważam, że odnawialny i niskoemisyjny wodór jest nie tylko przyszłością rynku paliwowego, ale również rynku energetycznego. Łączy ze sobą bowiem wiele istotnych aspektów, m.in. pozwala ograniczać emisję CO₂ i stopniowo uniezależniać transport oraz przemysł od paliw kopalnych. Z perspektywy rynku ważne jest także to, że wodór może być produkowany lokalnie z odnawialnych źródeł energii, na przykład z farm wiatrowych lub fotowoltaiki. W dodatku cały ten proces może być praktycznie bezemisyjny.

Odnawialny i niskoemisyjny wodór jest nie tylko przyszłością rynku paliwowego, ale również rynku energetycznego

Energia z OZE bywa jednak niestabilna.

To prawda. Produkuje się ją wtedy, kiedy są odpowiednie warunki pogodowe, a nie zawsze wtedy, kiedy jest na nią największe zapotrzebowanie. I właśnie wodór pozwala rozwiązać ten problem. Nieprzypadkowo jednym z najważniejszych argumentów za rozwojem wodoru jest możliwość magazynowania energii na dużą skalę.

Jak to wygląda?

Nadwyżki energii elektrycznej ze słońca czy wiatru można wykorzystać w procesie elektrolizy do produkcji wodoru, który następnie może być magazynowany przez długi czas bez dużych strat energii. To duża przewaga nad klasycznymi magazynami bateryjnymi, które są bardziej opłacalne głównie przy krótkoterminowym przechowywaniu energii. Wodór można przechowywać na kilka sposobów, np. jako gaz pod wysokim ciśnieniem, w postaci ciekłej w bardzo niskiej temperaturze albo w nowoczesnych materiałach absorbujących wodór. Dzięki temu technologia daje dużą elastyczność i może być dostosowana do różnych zastosowań, od transportu po energetykę przemysłową. Wodór staje się więc nie tylko alternatywnym paliwem, ale również pomaga stabilizować system energetyczny poprzez magazynowanie nadwyżek energii i wykorzystanie ich w momentach większego zapotrzebowania. To zwiększa bezpieczeństwo energetyczne i wspiera rozwój OZE. Właśnie to połączenie transportu i magazynowania energii sprawia, że wodór jest technologią strategiczną dla transformacji energetycznej.

A jak to się może przełożyć na nasze codzienne życie?

Rynek paliwowy przechodzi obecnie dużą transformację i wodór może stać się jednym z kluczowych paliw przyszłości. To bardzo ważne, szczególnie w transporcie ciężkim, morskim czy kolejowym, gdzie pełna elektryfikacja jest trudniejsza, choćby dlatego, że klasyczne baterie są mniej praktyczne ze względu na masę i czas ładowania. Pamiętajmy też, że wodór jako paliwo już dziś jest stosowany w transporcie.

Na polskich drogach widziałem już pojazdy na wodór…

Rynek pojazdów wodorowych w Polsce jest jeszcze niewielki, ale rozwija się bardzo dynamicznie, szczególnie w sektorze transportu publicznego. Obecnie po polskich drogach jeździ około 550 samochodów osobowych napędzanych wodorem oraz ponad 100 autobusów wodorowych. Co ciekawe, to właśnie rynek autobusów rozwija się szybciej niż samochodów osobowych, ponieważ miasta coraz częściej inwestują w zeroemisyjny transport publiczny. Jeszcze kilka lat temu autobusów wodorowych praktycznie nie było. Dziś wiele miast, takich jak Poznań, Wałbrzych, Kraków czy Rzeszów, zamawia kolejne pojazdy. Polska ma też własnych producentów autobusów wodorowych, przede wszystkim Solaris Bus & Coach oraz NesoBus. Generalnie rynek samochodów wodorowych stopniowo się rozwija, choć obecnie nadal jest znacznie mniejszy niż rynek samochodów elektrycznych bateryjnych. Najszybciej rozwija się sektor autobusów miejskich, ciężarówek oraz transportu publicznego, ponieważ tam wodór daje największe korzyści operacyjne.

Rynek pojazdów wodorowych w Polsce jest jeszcze niewielki, ale rozwija się bardzo dynamicznie, szczególnie w sektorze transportu publicznego

A inne zastosowania?

Wodór może mieć również zastosowanie w ciepłownictwie. Jest wiele ciekawych koncepcji jego wykorzystania, może być na przykład spalany w specjalnie przystosowanych kotłach albo mieszany z gazem ziemnym. Największą zaletą jest możliwość produkcji ciepła przy zastosowaniu tzw. zielonego wodoru produkowanego z odnawialnych źródeł energii. Dzięki temu wodór może pomóc w dekarbonizacji systemów grzewczych i spełnianiu coraz bardziej rygorystycznych norm klimatycznych. Kolejną zaletą jest możliwość częściowego wykorzystania istniejącej infrastruktury gazowej. W wielu przypadkach wodór może być domieszany do gazu ziemnego bez konieczności całkowitej przebudowy sieci.

To się opłaca?

Koszty produkcji zielonego wodoru i rozwój odpowiedniej infrastruktury to obecnie duże wyzwanie. Jednak, według mnie, wraz z rozwojem technologii znaczenie wodoru w ciepłownictwie czy transporcie będzie rosło.

Czy jednak powszechne zastosowanie wodoru jako paliwa nie jest kwestią odległej przyszłości?

Moim zdaniem nastąpi to wtedy, gdy spełnione zostaną trzy główne warunki. Po pierwsze, spadną koszty produkcji zielonego wodoru. Po drugie, powstanie odpowiednio rozwinięta infrastruktura, czyli stacje tankowania, magazyny i sieci przesyłowe. Po trzecie, technologia stanie się konkurencyjna ekonomicznie wobec paliw kopalnych i części technologii bateryjnych. Pamiętajmy, że na kształt i rozwój rynku wpływa wiele czynników. Wśród nich polityka klimatyczna Unii Europejskiej, rosnące wymagania dotyczące ograniczania emisji CO₂, rozwój technologii ogniw paliwowych oraz inwestycje koncernów energetycznych i motoryzacyjnych. Duże znaczenie mają również programy dopłat i budowa infrastruktury tankowania wodoru.  Prognozy wskazują, że przełomowym okresem mogą być najbliższe lata, kiedy wdrażane będą kolejne projekty wodorowe, które dziś są na różnym etapie ich realizacji.

Jako dyrektor Biura Rozwoju i Badań ORLEN Laboratorium również się pani do tego przyczynia…

Działalność Biura Rozwoju i Badań w ORLEN Laboratorium koncentruje się przede wszystkim na opracowywaniu, analizie, rozwijaniu i wdrażaniu nowoczesnych technik badania paliw w celu potwierdzenia i zapewnienia ich wysokiej jakości w odniesieniu do ich specyfikacji produktowej. Jednym z kluczowych obszarów jest implementowanie badań jakościowych nowych rodzajów paliw, takich jak wodór, paliwa syntetyczne czy paliwa nowej generacji. Prace obejmują wdrażanie najnowocześniejszych metod badawczych i dostosowywanie laboratoriów do rozwijającego się rynku. Istotną częścią działalności jest także współpraca z krajowymi i zagranicznymi jednostkami naukowymi, badawczymi oraz przemysłowymi. Taka współpraca pozwala na wymianę doświadczeń, realizację wspólnych projektów badawczo-rozwojowych oraz udział w międzynarodowych grantach i programach dotyczących nowoczesnych paliw oraz technologii niskoemisyjnych.

Biuro Rozwoju i Badań uczestniczy również w pracach grup roboczych, komitetów technicznych oraz zespołów normalizacyjnych związanych z sektorem paliw i energetyki. Dzięki temu możliwe jest współtworzenie norm, procedur jakościowych i standardów dla nowych paliw, w tym wodoru. Tego typu działalność ma bardzo duże znaczenie, ponieważ rozwój technologii paliwowych wymaga nie tylko badań laboratoryjnych, ale także odpowiednich regulacji i wspólnych standardów międzynarodowych. Całość tych działań ma na celu wspieranie rozwoju nowoczesnych, bezpiecznych i niskoemisyjnych paliw, które będą mogły znaleźć praktyczne zastosowanie w przyszłej energetyce i transporcie.

Główne wnioski

1. Coraz częściej polskie firmy współpracują z uczelniami technicznymi i instytutami badawczymi, tworząc wspólne projekty oraz inwestując w rozwój nowych technologii. Bardzo dobrym przykładem takiej współpracy jest Akademia Wodorowa ORLEN.
2. Odnawialny i niskoemisyjny wodór jest nie tylko przyszłością rynku paliwowego, ale również rynku energetycznego. Łączy ze sobą bowiem wiele istotnych aspektów, m.in. pozwala ograniczać emisję CO₂ i stopniowo uniezależniać transport oraz przemysł od paliw kopalnych.
3. Rynek pojazdów wodorowych w Polsce jest jeszcze niewielki, ale rozwija się bardzo dynamicznie, szczególnie w sektorze transportu publicznego.

Materiał powstał na zlecenie Orlenu.