Nordycka rewolucja wodorowa. Czy zielony wodór się opłaca?

Kraje nordyckie dysponują zasobami OZE, które czynią je idealnym miejscem do produkcji zielonego wodoru. W 2022 r. Norwegia wytworzyła 92 proc. energii elektrycznej z hydroelektrowni (147 TWh z ogólnej produkcji 159 TWh), Szwecja 19 proc. z wiatru (35 TWh z 184 TWh), a Dania aż 55 proc. (19 TWh z 34 TWh). Islandia w 27 proc. opierała się na energii geotermalnej (6 TWh z 22 TWh), a Finlandia w 18 proc. na biomasie (14 TWh z 78 TWh). Dane te pokazują, że region ma dostęp do taniej i stabilnej energii odnawialnej. A ta jest kluczowa dla procesu elektrolizy, w którym energia elektryczna rozkłada wodę na wodór i tlen.

„Dania ma unikalną pozycję dzięki morskim farmom wiatrowym. W 2023 r. wygenerowały one 19 TWh energii, pokrywając 55 proc. naszego zapotrzebowania. Projekty Power-to-X, jak Green Fuels for Denmark, integrują elektrolizery z farmami wiatrowymi. To pozwala produkować wodór bezpośrednio na morzu i ograniczać straty w transporcie energii. W 2024 r. uruchomiliśmy pilotażowy projekt o mocy 50 MW, który wyprodukuje 10 tys. ton wodoru rocznie. Jednak do 2030 r. potrzebujemy elektrolizerów o mocy 1 GW, co oznacza inwestycje rzędu 2 mld euro. Największym wyzwaniem jest konkurencja z Chin, które oferują elektrolizery tańsze o 30 proc., oraz brak europejskiej sieci wodorowej. Współpraca z Niemcami i Holandią w ramach korytarza wodorowego Morza Północnego może być przełomem. Potrzebujemy unijnych funduszy i regulacji, które przyspieszą rozwój rynku” – powiedział Lars Pedersen, dyrektor ds. innowacji w Danish Energy Agency, w wywiadzie dla duńskiego magazynu Berlingske.

Własne podejście

Każdy kraj nordycki rozwija własne podejście do wodoru. Norwegia, dzięki ogromnym zasobom hydroenergetycznym, koncentruje się na produkcji i eksporcie zielonego wodoru – głównie w postaci amoniaku, który jest łatwiejszy w transporcie i magazynowaniu. Szwecja stawia na dekarbonizację przemysłu stalowego poprzez projekty takie jak HYBRIT, w którym wodór wykorzystywany jest do produkcji stali bez emisji CO2. Dania integruje produkcję wodoru z morskimi farmami wiatrowymi, które w 2023 r. osiągnęły moc 2,7 GW, z planami rozbudowy do 12 GW do 2030 r. Finlandia rozwija projekty oparte na biomasie i energii jądrowej, a Islandia wykorzystuje energię geotermalną do zasilania elektrolizerów.

„Kraje nordyckie mają szansę stać się globalnym liderem w produkcji zielonego wodoru. Ich sukces zależy od trzech czynników: obniżenia kosztów elektrolizy, rozbudowy infrastruktury i współpracy międzynarodowej. Szwecja, dzięki projektom takim jak HYBRIT, pokazuje, że wodór może zrewolucjonizować przemysł stalowy. Ten odpowiada przecież za 7 proc. globalnych emisji CO2. W 2023 r. HYBRIT wyprodukował 500 t bezemisyjnej stali. To krok milowy, ale skalowanie wymaga inwestycji rzędu 10 mld koron szwedzkich do 2030 r. Kluczowe jest też wykorzystanie nadwyżek energii z farm wiatrowych i hydroelektrowni. Bez sieci przesyłowych, magazynów i stabilnych regulacji unijnych możemy stracić przewagę na rzecz Chin, które już teraz dominują w produkcji elektrolizerów” – powiedziała dr Anna Svensson, ekspertka ds. OZE z Uniwersytetu w Uppsali, w wywiadzie dla Sveriges Radio.

Gigantyczne nakłady

Inwestycje w wodór są znaczące. Norwegia w 2023 r. przeznaczyła 11 mld norweskich koron (ok. 1 mld euro) na projekty związane z OZE, w tym wodór, w ramach programu Enova SF. Szwecja, poprzez Szwedzką Agencję Energii, zainwestowała w 2023 r. 3,2 mld koron szwedzkich (ok. 300 mln euro) w projekty wodorowe, z czego 1,5 mld SEK na wspomniany HYBRIT. Dania w 2024 r. uruchomiła fundusz w wysokości 1,3 mld koron duńskich (ok. 175 mln euro) na rozwój morskich farm wiatrowych zintegrowanych z produkcją wodoru. Finlandia i Islandia, choć działają na mniejszą skalę, również korzystają z krajowych funduszy oraz unijnych programów, takich jak Horizon Europe.

Opłacalność zielonego wodoru

Produkcja zielonego wodoru wciąż pozostaje kosztowna, co stanowi główną barierę dla jego powszechnego zastosowania. Według Międzynarodowej Agencji Energetyki (IEA), w 2023 r. koszt wytworzenia 1 kg zielonego wodoru wynosił od 4 do 6 euro – w zależności od ceny energii odnawialnej i wydajności elektrolizerów. Dla porównania, wodór szary, produkowany z gazu ziemnego, kosztuje 1,5–2 euro/kg, a wodór niebieski (z gazu z wychwytywaniem CO2) 2-3 euro/kg. Wysokie koszty zielonego wodoru wynikają m.in. z ceny elektrolizerów (ok. 1000-1500 euro/kW mocy), dużego zapotrzebowania na energię (ok. 50-60 kWh na 1 kg wodoru) oraz braku rozwiniętej infrastruktury przesyłowej i magazynowej.

Kraje nordyckie mają jednak realną szansę na obniżenie tych kosztów dzięki swoim przewagom. Po pierwsze, tania energia odnawialna. W Norwegii średni koszt energii z hydroelektrowni w 2024 r. wynosił 30-40 euro/MWh. W Danii koszt energii wiatrowej spadł do 50 euro/MWh dzięki efektowi skali. Po drugie, rozwój technologii. Według prognoz Bloomberga koszt elektrolizerów może spaść o połowę do 2030 r. – do poziomu 500-700 euro/kW. Pod warunkiem jednak, że ich produkcja osiągnie skalę przemysłową. Wreszcie po trzecie, wsparcie regulacyjne i finansowe: unijna strategia wodorowa zakłada produkcję 10 mln ton zielonego wodoru do 2030 r., z czego 6 mln ton ma pochodzić z krajów UE, a 4 mln z importu. Kraje nordyckie, korzystając z dotacji unijnego funduszu innowacyjnego (3 mld euro w latach 2020-2030) oraz krajowych subsydiów, mogą – jak prognozuje IEA – obniżyć koszt produkcji zielonego wodoru do poziomu 2-3 euro/kg do 2035 r.

Transport i magazynowanie

Transport i magazynowanie wodoru to jedno z kluczowych wyzwań. Wodór w stanie gazowym wymaga sprężania do 700 barów, co zwiększa koszty o 0,5-1 euro/kg. Alternatywą jest amoniak, który Norwegia planuje eksportować do Niemiec w ramach projektu H2Export, uruchomionego w 2024 r. Koszt transportu amoniaku drogą morską wynosi ok. 0,3-0,5 euro/kg na dystansie 1000 km, co czyni go bardziej opłacalnym niż przewóz wodoru gazowego. Dania z kolei rozwija projekty Power-to-X, integrujące elektrolizery z farmami wiatrowymi i eliminujące potrzebę długodystansowego transportu energii.

Zielony wodór w strategii UE i krajów nordyckich

Unia Europejska postrzega zielony wodór jako filar transformacji energetycznej. W ramach Europejskiego Zielonego Ładu planuje się instalację elektrolizerów o łącznej mocy 40 GW do 2030 r. Ma to pozwolić na wyprodukowanie 10 mln ton wodoru rocznie. Norwegia, poprzez państwową spółkę Statkraft, inwestuje w projekt H2Export. Jego celem jest produkcja 100 tys. ton wodoru rocznie do 2030 r., głównie na eksport do Niemiec. W sierpniu 2024 r. firmy Provaris Energy, Norwegian Hydrogen i Uniper Global Commodities podpisały porozumienie o stworzeniu łańcucha dostaw wodoru z Norwegii do Niemiec, wykorzystując statki H2Neo o pojemności 40 tys. m3.

Dania koncentruje się na morskich farmach wiatrowych, które w 2024 r. osiągnęły moc 2,7 GW. Plany rozbudowy zakładają moc 12 GW do 2030 r. Projekt Green Fuels for Denmark, realizowany przez konsorcjum Ørsted, Maersk i DSV, zakłada produkcję 250 tys. ton wodoru rocznie do 2030 r., głównie na potrzeby transportu morskiego i lotniczego.

Finlandia rozwija projekt H2Future w Porvoo, który łączy biomasę i energię jądrową w produkcji 50 tys. ton wodoru rocznie. Islandia testuje z kolei elektrolizery zasilane geotermią w projekcie GeoH2. W 2024 r. wyprodukowano w ten sposób 1000 ton wodoru przeznaczonego dla lokalnego transportu.

Jest kilka wyzwań

Nordycka rewolucja wodorowa napotyka liczne przeszkody. Po pierwsze, koszty produkcji. Nawet przy tanich OZE elektroliza wymaga ogromnych ilości energii – 50-60 kWh na 1 kg wodoru. Przy obecnych cenach oznacza to koszt rzędu 3-4 euro/kg tylko za energię.

Po drugie, infrastruktura. W całej Europie istnieje zaledwie 1,6 tys. km rurociągów wodorowych, podczas gdy sieć gazociągów liczy 2,7 mln km. Finlandia planuje budowę trasy Tornio–Porvoo (500 km, koszt 1,2 mld euro), ale projekt pozostaje na etapie planowania.

Po trzecie, konkurencja. W 2023 r. Chiny wyprodukowały 60 proc. globalnych elektrolizerów, oferując ceny o 30-40 proc. niższe niż europejskie (600-800 euro/kW). To wymusza na krajach nordyckich przyspieszenie innowacji i zacieśnianie współpracy międzynarodowej.

Kolejnym problemem jest popyt. W 2023 r. globalny popyt na zielony wodór wyniósł zaledwie 0,5 mln ton wobec 95 mln ton wodoru szarego. Tymczasem unijny cel zakłada produkcję 10 mln ton zielonego wodoru do 2030 r. – co wymaga gigantycznego wzrostu rynku. Realizacja tego planu będzie zależeć od regulacji. Chodzi m.in. o dyrektywę RED III, która nakłada na przemysł obowiązek wykorzystania 42 proc. zielonego wodoru w produkcji do 2030 r.

Główne wnioski

1. Dzięki inwestycjom w OZE kraje nordyckie dysponują dużym potencjałem w produkcji i dystrybucji wodoru w Europie.
2. Każde z państw regionu realizuje własną strategię rozwoju technologii wodorowych, dostosowaną do lokalnych warunków i zasobów.
3. Największym wyzwaniem pozostają jednak wysokie koszty produkcji oraz ograniczony popyt, który wciąż znacząco odbiega od ambitnych unijnych celów wyznaczonych na 2030 r.