Odkąd piszę o wodorze, wraca do mnie jedno wrażenie, bo przez lata był on bardziej obietnicą niż działającym elementem infrastruktury. Świetnie pasował do wizji transportu dalekiego zasięgu, hutnictwa, nawozów, statków, lotnictwa i magazynowania energii na tygodnie, ale zawsze potykał się o to samo pytanie, bo skąd tu wziąć tanią, czystą energię do jego produkcji? Dlatego chiński projekt Rudong interesuje mnie szczególnie jako próba zbudowania małego energetycznego organizmu.
Chińska instalacja nie jest tylko farmą solarną. Tutaj prąd ma od razu dostać drugie życie
CHN Energy zakończyła budowę zintegrowanego projektu Rudong w prowincji Jiangsu, a dokładniej mówiąc, niedaleko portu Yangkou. Na pierwszy rzut oka można by go opisać bardzo prosto – 400 MW fotowoltaiki, 60 MW / 120 MWh magazynowania energii, stacja elektroenergetyczna 220 kV i zakład produkcji zielonego wodoru. Nie oddaje to jednak najważniejszego elementu całej sprawy, bo tutaj nie chodzi wyłącznie o produkowanie prądu ze słońca.
Czytaj też: Twoje panele słoneczne się nie ruszają? No to ominął Cię rosnący trend
Cały układ ma łączyć w jednym miejscu generację, magazynowanie, konwersję energii i wykorzystanie wodoru. Roczna produkcja energii elektrycznej ma wynosić około 468 GWh, co odpowiada średniej mocy rzędu 53 MW przez cały rok. Sama liczba 400 MW wygląda znacznie potężniej, ale właśnie ta różnica pokazuje, jak działa fotowoltaika w praktyce. Słońce daje tanią energię, lecz nie daje jej zawsze wtedy, kiedy jest najbardziej potrzebna. Efekt? Trzeba więc zbudować coś więcej niż pole paneli.
Magazyn energii o pojemności 120 MWh nie zmieni tej instalacji w elektrownię pracującą stabilnie przez całą noc. Przy pełnej mocy farmy wystarczyłby bowiem teoretycznie na około 18 minut pracy, choć przy mocy 60 MW daje około dwóch godzin buforowania. Jest to więc bardziej element wygładzający pracę systemu, bo prawdziwą ambicję widać gdzie indziej – w elektrolizerze i bezpośrednim wiązaniu energii słonecznej z produkcją wodoru.
482 tony wodoru rocznie to nie rekord
Według danych CHN Energy instalacja ma wytwarzać 482 tony zielonego wodoru rocznie. Sama stacja tankowania może przekazywać do 500 kg dziennie, a zakład produkcji wodoru ma wydajność 1500 Nm³ na godzinę. Po przeliczeniu daje to około 135 kg wodoru na godzinę przy pracy z pełną wydajnością, więc widać wyraźnie, że roczna produkcja nie oznacza nieprzerwanego katowania elektrolizera przez 8760 godzin w roku. To raczej system podporządkowany logice odnawialnej energii, fazom pracy, rozruchowi, ograniczeniom odbioru i lokalnemu zapotrzebowaniu.
Same 482 tony wodoru rocznie to dużo jak na zintegrowany demonstrator przemysłowy, ale nie jest to ilość, która sama zmieni rynek paliw. Takie hiszpańskie Puertollano od Iberdroli ma produkować 3000 ton zielonego wodoru rocznie przy 100 MW fotowoltaiki, 20 MW elektrolizera i magazynie 20 MWh. Arabia Saudyjska z projektem NEOM celuje już w zupełnie inną ligę, bo około 4 GW energii słonecznej i wiatrowej, do 600 ton wodoru dziennie i do 1,2 mln ton zielonego amoniaku rocznie. Wartość inwestycji NEOM to 8,4 mld dolarów, czyli po przeliczeniu około 31,2 mld zł.
Czytaj też: Energia słoneczna dostała dziwnie żywy nośnik. Ten materiał przebudowuje sam siebie
Chiński Rudong nie jest więc największym wodorowym młotem świata w sensie samej produkcji. Jest raczej pokazem integracji jako próba spięcia kilku klocków w jedno działające środowisko. Farma PV produkuje prąd, magazyn ogranicza szarpanie profilu generacji, elektrolizer zamienia część energii w paliwo, stacja tankowania domyka lokalny łańcuch, a region delty Jangcy dostaje kolejny element czystej infrastruktury przemysłowej.
Przyszłość energetyki może wyglądać jak fabryka paliwa, a nie jak klasyczna elektrownia
Przez dekady elektrownia była dla większości ludzi czymś dość prostym – paliwo wchodzi, prąd wychodzi. Węgiel, gaz, i atom nie zmieniły tego podejścia. Zmieniało się źródło ciepła, ale logika pozostawała podobna. W nowym systemie energetycznym coraz częściej będziemy patrzeć na instalacje, które nie tylko produkują prąd, ale też decydują, czy lepiej wysłać go do sieci, schować na krótko w magazynie, zamienić na wodór, przetworzyć dalej w amoniak albo wykorzystać lokalnie w przemyśle.
Czytaj też: Naukowcy zrobili liść, który pluje paliwem. Czy to jeszcze technologia, czy botaniczne oszustwo?
Opisywałem już to przy chińskich mikrosieciach łączących fotowoltaikę, SMR, magazyny i wodór. Samo źródło energii przestaje wystarczać. System musi jeszcze wiedzieć, kiedy pracować, co zasilać, co magazynować i jak ograniczać straty. Pokazał to nawet polski DOM H2, gdzie fotowoltaika i wodór miały stworzyć samowystarczalny układ energetyczny, tylko tam skala była domowa, demonstracyjna i bardziej obrazowa. Chiny robią coś podobnego w wersji przemysłowej, bo z portem, siecią, wodorem i regionalnym odbiorcą w tle.
Wodór naturalnie nie jest magicznym magazynem energii. Produkcja przez elektrolizę kosztuje energię, sprężanie kosztuje energię, magazynowanie kosztuje pieniądze, a ponowna konwersja wodoru na prąd potrafi zjeść dużą część pierwotnego uzysku. W obiegu elektryczność-wodór-elektryczność straty mogą być na tyle wysokie, że akumulatory albo bezpośrednie użycie prądu będą zwyczajnie rozsądniejsze. Wodór zaczyna mieć sens dopiero tam, gdzie sam prąd nie wystarcza, czyli w chemii, hutnictwie, ciężkim transporcie, paliwach syntetycznych, amoniaku albo sezonowym buforowaniu energii.
Źródła: CHN Energy, NEOM Green Hydrogen Company
