Wodór na lądzie i na morzu. Aktualne trendy, czynniki napędowe i wyzwania

W Gdyni odbywają się kolejne konferencje wodorowe, na których z nadzieją mówi się o zielonym wodorze i możliwościach wejścia w ten rynek polskich firm. A rynek się rozpędza. Wartość europejskiego rynku zielonego wodoru została oszacowana na 4,53 mld USD w 2023 r. i oczekuje się, że do 2034 r. będzie warta około 97,83 mld USD przy CAGR wynoszącym 40,72% - informuje Cervicorn Consulting Business Industry w najnowszym raporcie. Przemysł wodorowy przyspiesza, również w produkcji statków. Pojawia się szansa, również dla polskich stoczni. 

- Europejski rynek zielonego wodoru zyskuje coraz większą uwagę – optymistycznie zauważają eksperci Cervicorn i twierdzą, że dzieje się tak, „ponieważ region przyspiesza swoje wysiłki na rzecz redukcji emisji dwutlenku węgla i przejścia na bardziej zrównoważony system energetyczny”.

Należy jednak zauważyć, że wartość jaką osiągnęła światowy rynek wodoru w 2024 r., szacuje się na 262,13 mld USD i wzrośnie do 282,63 mld USD w 2025 r. Przewiduje się, że do 2034 r. osiągnie około 556,56 mld USD. Rynek rozwija się ze średnioroczną stopą wzrostu (CAGR) wynoszącą 7,82% w latach 2024-2034. Rynek wodoru w regionie Azji i Pacyfiku szacuje się na 94,37 mld USD w 2024 r. i oczekuje się, że będzie rósł ze średnioroczną stopą wzrostu (CAGR) wynoszącą 7,95% - prognozują analitycy Precedence Research. 

Na tym tle pojawiają się interesujące prognozy wykorzystania (oczywiście zielonego) wodoru do napędu statków. Analitycy Market.us zakładają, „że globalny rynek statków wodorowych osiągnie  wartość  około 45,3 mld USD w 2034 r.” Bo obecnie to tylko z 0,6 mld USD. Ale od 2025 r. popyt na nowe statki ma rosnąć „ze średnioroczną stopą wzrostu CAGR na poziomie 54,1% w okresie prognozy od 2025 r. do 2034 r.”

Zdaniem analityków rynku Precedence Research, „Rynek statków wodorowych zyskuje na znaczeniu, ponieważ przemysł morski coraz bardziej przechodzi na zrównoważone rozwiązania. Paliwo wodorowe, jako czyste i wydajne źródło energii, staje się atrakcyjną alternatywą dla konwencjonalnych paliw morskich, przede wszystkim ze względu na jego zdolność do redukcji emisji gazów cieplarnianych”.

Na razie rynek zielonego wodoru nie przedstawia się najlepiej. Amerykanie z agencji EIA, zajmującej się monitorowaniem sytuacji na rynku energii zauważają, że „produkcja wodoru osiągnęła 97 Mt w 2023 r., z czego mniej niż 1% stanowiła produkcja niskoemisyjna”. Na podstawie zgłoszonych projektów, produkcja niskoemisyjnego wodoru może osiągnąć 49 Mtpa do 2030 r., choć Global Hydrogen Review 2023 było ostrożniejsze w czasunkach i prognozowało produkcję w wysokości 38 Mtpa. 

Klimat dla wodoru

Cervicorn zauważa, że „Mając ambitne cele klimatyczne, w tym osiągnięcie zerowej emisji netto do 2050 r., Europa intensywnie inwestuje w technologie i infrastrukturę zielonego wodoru”. Zdaniem ekspertów tej firmy „Rynek rozwija się szybko, ponieważ narody, firmy i instytucje współpracują w celu zwiększenia produkcji i zintegrowania zielonego wodoru z systemami energetycznymi”. 

Należy jednak, że kraje UE utraciły pozycję lidera na tym rynku. Zainstalowana moc elektrolizerów osiągnęła około 5 GW do końca 2024 r. EIA zauważa, że to „Chiny są liderem pod względem zaangażowanych projektów i mogą odpowiadać za prawie 70% mocy uruchomionych w 2024 r. 

Źródło: Precedence Research

- Ogłoszone projekty sugerują, że moc może wzrosnąć do prawie 520 GW do 2030 r., chociaż tylko 4% osiągnęło ostateczną decyzję inwestycyjną (FID) lub jest w trakcie budowy – zastrzegają się obserwatorzy amerykańscy i uzasadniają to tym, że „W przypadku produkcji opartej na paliwach kopalnych z wychwytywaniem, wykorzystaniem i składowaniem dwutlenku węgla (CCUS), 14% ogłoszonej potencjalnej produkcji osiągnęło FID, co jest wzmocnione przyspieszeniem FID w ciągu ostatnich 12 miesięcy”. Postęp jest istotny. Ale okazuje się, że wdrożenia idą  znacznie wolniej niż zakładano kilka lat temu. 

USA i Chiny przewodzą

Wartość rynku wodoru w regionie Azji i Pacyfiku osiągnęła 94,37 mld USD w 2024 r. wg. Predence i prognozuje się, że w 2034 r. osiągnie około 203,14 mld USD, rosnąc ze średnioroczną stopą wzrostu CAGR na poziomie 7,95% od 2024 r. do 2034 r.

Ameryka Północna zdominowała rynek wodoru w 2023 r. Rząd w Ameryce Północnej postrzega wodór jako istotną część swoich planów dotyczących czystej energii ze względu na cele dekarbonizacji i zobowiązania do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych (GHG). Uzasadnia się to tym, że „Wodór to elastyczny sposób na ograniczenie emisji, szczególnie w takich obszarach jak wytwarzanie energii, ciężki przemysł i transport dalekobieżny, które są trudne do zelektryfikowania. Transport, zwłaszcza pojazdy ciężarowe, takie jak ciężarówki, autobusy i pociągi, wykorzystywać mogą więcej ogniw paliwowych”.

Kalifornia jest w USA niewątpliwym liderem transformacji i rozwoju zastosowania źródeł czystej energii. I wodór jest jednym z intensywnie rozwijanych teamtów. W Kalifornii powstanie 200 stacji tankowania wodoru do 2025 r.. Ten stan będzie również rynkiem nr 1 ogniw paliwowych w USA. Uczelnie i instytuty prowadzą liczne badania. Realizowane są projekty mające zapewnić rozwój produkcji wodoru – informuje California Business and Economic Development. 

Rząd Kalifornii w Ustawie o inwestycjach infrastrukturalnych i miejscach pracy z 2021 r. (IIJA) zagwarantował 8 miliardów dolarów na rozwój regionalnych centrów czystego wodoru w ramach programu Regional Clean Hydrogen Hubs. Innym działaniem jest GO-Biz, które jest członkiem założycielem kalifornijskiego Alliance for Renewable Clean Hydrogen Energy Systems (ARCHES). Organizacja działa w formie partnerstwa publiczno-prywatnego z budżetem  w wysokości 1,2 miliarda USD przyznanym przez Departament Energii USA. Celem  ARCHES jest wdrożenie kalifornijskiego centrum czystego wodoru. Projekt centrów wodorowych ewoluuje i jest w toku, a jego postępy można śledzić na stronie ARCHES H2.

Źródło: Precedence Research

Indie i Chiny na wodorowej ścieżce

Nie Europa, ale Azja i region Pacyfiku są najszybciej rozwijającymi się rynkami wodoru. Na przykład w Indiach, Ministerstwo Nowych I Odnawialnych Źródeł Energii sformułowało Krajową misję Zielonego Wodoru: „Uczynić Indie globalnym centrum produkcji, użytkowania i eksportu Zielonego Wodoru i jego pochodnych. Przyczyni się to do celu Indii, jakim jest stanie się Aatmanirbhar poprzez czystą energię i będzie inspiracją dla globalnej transformacji w kierunku czystej energii. Misja doprowadzi do znacznej dekarbonizacji gospodarki, zmniejszenia zależności od importu paliw kopalnych i umożliwi Indiom przejęcie pozycji lidera w dziedzinie technologii i rynku Zielonego Wodoru”.

Rząd zaplanował, że celem Indii jest osiągnięcie 5 mln ton rocznej produkcji zielonego wodoru do 2030 r. Na te działania przeznaczono środki inwestycyjne w wysokości 8–10 bilionów rupii indyjskich. Wykorzystane zostaną na budowę infrastruktury do produkcji elektrolizerów, wytwarzania energii odnawialnej i produkcji. 

W lipcu 2024 r. Chiny zaprezentowały platformę handlową dla wodoru o zerowej emisji netto i jego pochodnych. To kolejny krok, który pozycjonuje Chiny jako wiodącego gracza na rynku i lidera  w globalnym przemyśle wodorowym. Chiny mają ambitne cele dotyczące wodoru i uznały rozwój przemysłu zielonego wodoru jako strategicznie ważny. 

- Ta inicjatywa nie tylko jest zgodna z celem osiągnięcia neutralności węglowej do 2060 r., ale także pozycjonuje Chiny jako lidera w pionierskiej branży na skalę globalną – zauważają Daniel J. Kollar, Sarah Qin, Yifan Xiao, eksperci ze Szwajcarii w raporcie dla Switzerland Global Enterprise, ponieważ „Dla szwajcarskich firm wyposażonych w innowacyjne technologie w Chinach czekają liczne możliwości”.  

Źródło: China Hydrogen Alliance, za ARC Group

Chiny planują zaktywizować gospodarkę wodorową, koncentrując się na mobilności. Planuje się, że w Chinach produkcja osiągnie 1,3 mln pojazdów z ogniwami paliwowymi (FCV) rocznie do 2035 r. i 5 milionów do 2050 r.. Dziś po miastach Chin jeździ  około 18 tys. FCV, głównie autobusów komercyjnych i samochodów dostawczych. 

Dotacje rządu do technologii wykorzystujących wodór ograniczają się do pojazdów z ogniwami paliwowymi (FCV) i dostaw wodoru w wyznaczonych „klastrach miejskich”. Początkowy okres demonstracyjny dla 5 wyznaczonych klastrów dobiega końca. Ale rząd ma zamiar przeznaczyć 1,5 mld RMB (183 mln CHF) na dotacje na dostawy wodoru dla tych klastrów pod koniec tego roku.

Chiny to największy producent wodoru na świecie. Wytworzyły go około 36,8 mln ton w 2023 r. Obecnie ponad 90% tego wodoru służy potrzebom przemysłowym, takim jak rafinacja ropy naftowej i przetwórstwo metali. Tylko mniej niż 1% jest przeznaczone na zasilanie FCV. Obecnie około 3% produkcji wodoru to „zielony wodór” (wodór pochodzący ze źródeł odnawialnych). Większość, około 77%, pochodzi z paliw kopalnych, głównie węgla, podczas gdy kolejne 20% pochodzi z przemysłowych produktów ubocznych – wyliczają analitycy ze Szwajcarii. Do 2050 r. plan przewiduje, że ​​80% produkcji wodoru w Chinach  będzie pochodzić z elektrolizy lub biogazu, co oznacza znaczącą transformację w kierunku zrównoważonych i odnawialnych źródeł wodoru.

Źródło: Japan Ministry of Enviroment

Japonia – wodorowe PPP

Rząd Japonii ujawnił niedawno plan współpracy z sektorem prywatnym w celu opracowania samolotu pasażerskiego nowej generacji. Poprzez poprawę udziału wielu firm i pomoc w tworzeniu standardów technologicznych Japonia ma nadzieję rozwinąć przemysł wodorowy oparty na produkcji zielonego wodoru.

Japoński rząd zaprezentował trzy nowe cechy odświeżonej strategii wodorowej. Nowy średnioterminowy cel wolumenowy zaprogramowano na 12 mln ton rocznie do 2040 r. Będzie to sześciokrotny wzrost wydajności w stosunku do obecnego poziomu produkcji. Wytyczona została „ścieżka” dla wodoru niskoemisyjnego, która zakłada  3,4 kg CO2 emisji lub mniej na 1 kg wytworzonego wodoru. Wyznaczono sobie również cel 10% udziału japońskich firm w globalnym rynku elektrolizerów.

Japonia zaplanowała również wsparcie rozwoju klastrów wodorowych w celu ustanowienia konkurencyjnych na arenie międzynarodowej klastrów przemysłowych i łańcuchów dostaw. Prognozuje się, że łącznie planowane inwestycje publiczne i prywatne osiągną 1 biliona jenów. Wdrożono również program wsparcia producentów w celu zwiększenia wolumenu dostaw i obniżenia kosztów dostaw. Na te działania przewiduje się inwestycje w wysokości ponad 7 bilionów jenów. 

Czas na statki 

Wydaje się, że kraje UE mają szansę walczyć o dobrą pozycję w budowie statków z zasilaniem wodorowych. Wprowadzony na rynek norweski prom z napędem wodorowym, barki z napędem wodorowym dają dobrą pozycję, by  europejski przemysł stoczniowy zaistniał na mapie rozwoju technologii wodorowych. 

Europa dominuje na rynku statków wodorowych, odpowiadając za około 47,3% całkowitego udziału w rynku, wycenionego na 0,28 miliarda dolarów – wynika z najnowszych danych analitycznych Market.us. Dominowały statki komercyjne (Merchant Focus) z ponad 58,4% udziałem w rynku statków z napędem wodorowym. Statki handlowe zajmowały dominującą pozycję na rynku, z ponad 43,2% udziałem w rynku statków zasilanych wodorem.

Źródło: RechargeNews.com

Zakładając, że globalny rynek będzie potrzebował 30 mln ton rocznie zielonego wodoru, to do jego transportu potrzeba 411 nowych statków  - wynika z dokładnych wyliczeń przez Stefana Ulreicha, profesora Energy Economics,  Biberach University. Zostały one zaprezentowane w raporcie “Turning hydrogen demand into reality: Which sectors come first?”, który został opracowany na zlecenie International Chamber of Shipping (ICS).

Raport „Wprowadzenie zapotrzebowania na wodór w rzeczywistość: Które sektory są pierwsze?”, napisany przez Stefana Ulreicha, profesora ekonomii energetycznej na Uniwersytecie Nauk Stosowanych w Biberach w Niemczech, identyfikuje sektory zapotrzebowania na wodór, lokalizacje zapotrzebowania i harmonogram wzrostu popytu.

- Widzimy, że roczne zapotrzebowanie na wodór oznaczałoby zwiększenie floty zbiornikowców do transportu wodoru. Aby sprostać globalnemu wzrostowi, szacowanymi na 30 mln ton wodoru oferowanymi do obrotu na całym świecie, moglibyśmy potrzebować do 411 nowych statków wodorowych do przewozu na duże odległości, lub do 500 statków, jeśli transportowano by je jako amoniak — twierdzi Ulreich.

Według Market.us. segment statków specjalistycznych (Captive Focus), choć mniejszy w porównaniu floty statków handlowych, nadal odnotował stały wzrost. W 2024 r. Captive Focus odpowiadał za pozostały udział w rynku, a kluczowi gracze w sektorze energetycznym i przemysłowym inwestowali w statki wodorowe do specjalnych celów. „Statki te, często wykorzystywane do prywatnych operacji lub w określonych łańcuchach dostaw, zyskują na popularności, ponieważ firmy starają się dekarbonizować swoje operacje i zmniejszyć zależność od paliw kopalnych”.

Azja i Stany Zjednoczone wykazują wyraźnie wykazują dużą aktywność na lądzie w przemyśle produkcji i dystrybucji oraz wykorzystania wodoru. Natomiast kraje UE mają wciąż dużo do powiedzenia w rozwoju i produkcji statków i barek. Polski przemysł stoczniowy ma więc szansę na włączenie się w ten innowacyjny proces. Między innymi Crist ma na swoim koncie już elektryczne promy i innowacyjne statki dla offshore i budowy infrastruktury. Rynek się rozwija i czas, by włączyć  się również w produkcję statków zasilanych wodorem.

Fot. Depositphotos