Hydrogen projects

Green Capital S.A.

Wytwórnia zielonego wodoru

Green Capital S.A. wybuduje gigantyczną wytwórnię zielonego wodoru. Inwestycja będzie składała się z farmy wiatrowej o mocy około 400 MW, farmy fotowoltaicznej 800 MW, magazynów energii, elektrolizerów oraz infrastruktury towarzyszącej. Będzie produkowała około 2,2 mln MWh rocznie, a co za tym idzie ekwiwalent tej ilości energii w postaci paliw alternatywnych w tym zielonego wodoru oraz ciepła (odejmując energię potrzebna na przeprowadzenie procesów technologicznych). Ilość wytwarzanej energii będzie około 10 razy większa od obecnie największej polskiej farmy fotowoltaicznej o mocy ok. 200 MW zlokalizowanej w Zwartowie. Obecnie wartość inwestycji szacowana jest na 1,28 mld EUR. Inwestycja Green Capital S.A. będzie zlokalizowana na Żuławach na terenie kilku gmin. Dzięki temu ciepło produkowane w procesie uzyskiwania wodoru może być zagospodarowane przed aglomeracja trójmiejska i ogrzewać mieszkańców Gdańska, Gdyni i Sopotu, oraz być wykorzystane do różnych procesów technologicznych. Obecnie trwają analizy różnych wariantów wykorzystania zielonej energii która będzie produkowana. GC posiada już między innymi zakontraktowane lokalizacje pod turbiny wiatrowe z korzystnym miejscowym planem zagospodarowania przestrzennego, opracowania planistyczne i środowiskowe oraz lokalizacje pod farmę fotowoltaiczną. Prowadzi też rozmowy z potencjalnymi dostawcami technologii, oraz analizuje przedsięwzięcie pod kątem logistycznym.

Jesteśmy przekonani co do obecnego kształtu projektu oraz jego lokalizacji. Energia produkowana będzie głównie z energii wiatru, a Żuławy są pod tym kątem jednym z najlepszych miejsc w Europie.

Dla porównania koszt wytworzenia podobnej ilości energii z planowanych farm wiatrowych na morzu będzie o kilkadziesiąt procent wyższy, a obecnie pracujące elektrownie węglowe w Polsce produkują prąd kosztem wyższym o nawet 250-300% od planowanej przez nas inwestycji.

Pod kątem ekologii również nasza inwestycja wypada świetnie. Przykładowo planowane elektrownie wiatrowe już po 7 miesiącach pracy wytworzą więcej energii, niż potrzeba na ich wyprodukowanie, a około 90% materiałów z jakich będą zrobione w pełni będzie nadawać się do recyklingu, pozostałe 10% też będzie mogła być użyta ale już z bardziej zawężonym zastosowaniem.

Produkcja wodoru w Polsce

Polska jest 3 co do wielkości producentem wodoru w Unii Europejskiej po Niemczech i Holandii i produkujemy go 1,3 mln ton. Niestety jest to szary wodór, czyli produkowany w procesie reformingu parowego, który przy produkcji 1kg wodoru wytwarza do 12 kg CO2, wyniku czego do atmosfery uwalniane jest aż 15,6 mln ton CO2.

Sprawdź kolory wodoru i ich oznaczenia.

Struktura rynku – zastosowanie wodoru

Elektrolizer z polimerową membraną elektrolityczną (PEM)

Elektrolizery PEM (ang. polymer electrolyte membrane lub proton exchange membrane) różnią się od opisanej powyżej technologii elektrolizerów alkalicznych rodzajem użytego elektrolitu. W tym przypadku jest to stały polimer. W takim elektrolizerze wykorzystuje się tylko zdejonizowaną wodę, bez dodatkowego elektrolitu. Elektrody przylegają ściśle do elektrolitu tworzącego rozdzielającą membranę. Podczas elektrolizy na anodzie wytwarzany jest tlen oraz jony wodorowe czyli protony. Te ostatnie są transportowane przez membranę i na katodzie łączą się z elektronami, tworząc wodór.

Wykorzystanie technologii PEM do elektrolizy wody ma szereg zalet, do których należy możliwość osiągnięcia wysokiej gęstości prądu oraz sprawności, a dodatkowo użycie zdejonizowanej wody pozwala na uzyskanie wodoru o wysokim poziomie czystości. Ich wady stanowią jednak wysokie koszty materiałów, z których się składają, i konieczność używania wody o wysokiej czystości, której uzyskanie również jest kosztowne.

Zastosowanie wodoru – ogniwa paliwowe

Przemiany wodoru jako nośnika energii

Proces wytwarzania amoniaku

Zielony amoniak jest produkowany z wodorem oddzielonym od wody za pomocą odnawialnej energii elektrycznej, a dokładniej mówiąc kiedy jony wodoru docierają do katody, wypierają atomy litu w każdej cząsteczce azotku litu, tworząc NH3.

Metoda Habera i Boscha

Proces przebiega w trzech etapach:

azot i wodór trafiają do sprężarki, gdzie osiągają ciśnienie kilkuset atmosfer,
gazy reagują
w konwertorze zawierającym katalizator (metaliczne żelazo z dodatkiem promotorów),
gazy wypływające z konwertora są oziębiane do temperatury −50 °C; celem tej operacji jest wykroplenie amoniaku z poreakcyjnej mieszaniny gazów – nieprzereagowany azot i wodór pozostają w tych warunkach w fazie gazowej.

Im niższa jest temperatura i wyższe ciśnienie, tym większa równowagowa zawartość amoniaku w mieszaninie. Obniżanie temperatury powoduje jednak spadek szybkości tworzenia się amoniaku, niezbędne jest zatem znalezienie optymalnej temperatury, przy której uzyskuje się akceptowalną szybkość tworzenia amoniaku oraz wydajności tej reakcji. W praktyce przemysłowej reakcja ta jest przeprowadzana przy ciśnieniu zawierającym się w przedziale od 200 do 400 atmosfer oraz temperatur wahających się pomiędzy 400 a 650 °C.

Projekt „Żuławy”

Planowana instalacja elektrolizerów o mocy 600MW, pozwoli na wyprodukowanie 780 000 ton czystego, środowiskowo neutralnego wodoru. Inwestycja ta będzie miała możliwość produkcji H2 na poziomie 60% ogólnopolskiej produkcji, dzięki czemu rocznie nie zostanie wyemitowanych do atmosfery 9 360 000 ton C02.

Wodór jako magazyn energii

Wodór wyprodukowany za dnia z pomocą energii elektrycznej pozyskiwanej z instalacji OZE, można w bezpieczny sposób magazynować w zbiornikach pod ciśnieniem, a następnie „spalać” go w ogniwach paliwowych w godzinach wieczornych, gdy ceny energii elektrycznej są najwyższe.

Sprzedaż wodoru jako produktu

Biorąc pod uwagę rozwijający się rynek wodoru na świecie oraz „Rozporządzeniu o infrastrukturze paliw alternatywnych UE” możemy skupić się na sprzedaży i dystrybucji tego surowca jako produktu. W zależności od skali instalacji oraz odbiorcy możemy zastosować transport za pomocą rurociągów dedykowanych lub istniejących* lub za pomocą TIR-ów i zbiorników pod ciśnieniem 200-350 bar.

Transport i dystrybucja zielonego amoniaku

Amoniak jako produkt jest surowcem, którego cena dynamicznie zwiększa swoją wartość. Przyczyną wzrostu cen jest zamykanie lub ograniczanie produkcji przez europejskie fabryki nawozów. Sytuacja ta jest konsekwencją drastycznego wzrost cen gazu ziemnego, który jest potrzebny w procesie wytwarzania nawozów

Amoniak też pozwala na łatwiejszy transport wodoru, ponieważ skrapla się w wyższej temperaturze niż wodór tj. minus 33 stopni Celsjusza – i zawiera 1,7 razy więcej wodoru na metr sześcienny niż wodór skroplony. Dzięki temu możemy otworzyć się na transport dalekosiężny i dostarczać go w miejsca najbardziej opłacalnych. Surowiec ten będzie co raz bardziej potrzebny m.in. do Japonii, gdzie pierwsze transporty już płyną z Arabii Saudyjskiej a dłuższej perspektywie czasu do 2030 r. Japonia spodziewa się importu 3 mln ton czystego amoniaku, a do 2050 r. popyt wzrośnie do 30–100 mln Mg czystego amoniaku rocznie*.