Europska unija želi postati najveći proizvođač vodika iz obnovljivih izvora energije, kao i vodeći proizvođač tehnologija povezanih korištenjem vodika koji bi u budućnosti trebao zamijeniti dobar dio fosilnih goriva. Početkom ovog tjedna Partnerstvo za čisti vodik, javno -privatno partnerstvo na čelu s Europskom komisijom, odobrilo je devet projekata Dolina vodika, od kojih je jedan od najvećih Dolina vodika Sjevernog Jadrana, kojemu će biti dodijeljeno bespovratno sufinanciranje u iznosu od 25 milijuna eura. O budućnosti korištenja vodika razgovarali smo s Ankicom Kovač, izvanrednom profesoricom Fakulteta strojarstva i brodogradnje u Zagrebu i jednom od vodećih hrvatskih stručnjakinja na području tehnologije proizvodnje i korištenja vodika.

Kolika je važnost upotrebe vodika u tranziciji Europe k nultoj emisiji stakleničkih plinova?

– Rekla bih da je važnost upotrebe vodika u energetskoj tranziciji Europe jedna od ključnih. Emisije stakleničkih plinova, odnosno klimatske promjene, jedan su od najvećih problema današnjice te ga je potrebno rješavati i kolektivno i pojedinačno bez odgode. Treba shvatiti da kada bi sada trenutno mogli zaustaviti emisije stakleničkih plinova, globalna temperatura bi nastavila rasti, recimo linearno, a sada raste eksponencijalno. Donošenjem EU strategije za vodik napravljen je ključni korak u definiranju europskog puta prema dekarbonizaciji s visokim, ali realnim ciljevima, koji će vrlo vjerojatno u narednim godinama biti i povećani. Trenutna energetska kriza dodatni je razlog za ubrzanje ostvarivanja ciljeva koji su njome zacrtani. EU strategija za vodik jedna je od najopsežnijih strategija vodika do sada koja naglašava potrebu za ulaganjem, razvojem i suradnjom između javnog i privatnog sektora u cijelom lancu vrijednosti vodika, što zahtijeva ciljanu potporu i ulaganja. Jedan od ključnih aspekata EU strategije za vodik su njeni konkretni ciljevi za povećanje kapaciteta elektrolizatora na 6 GW do 2024. i 40 GW do 2030. godine. Važno je također naglasiti da kada govorimo o vodiku, isključivo govorimo o zelenom vodiku. Prema novoj EU taksonomiji, prijedlog je da se odmaknemo od klasifikacije vodika prema bojama i odredimo prema klasifikaciji prema emisijama CO2 te se uvodi termin čistoga, odnosno obnovljivoga vodika.

Globalni fenomen

Prije nekoliko dana EK je prihvatio projekt Dolina vodika Sjevernog Jadrana, u kojemu, uz talijansku regiju Furlanija-Julijska krajina i Sloveniju, sudjeluje i Hrvatska, pri čemu bi za provedbu ovog projekta trebalo biti odobreno 25 milijuna eura bespovratnih sredstava. Možete li nam objasniti što su to doline vodika i koji je njihov značaj za hrvatsko gospodarstvo, ali i znanstvenu zajednicu?

– Pojam doline vodika ideja je koja je krenula iz Europe, a proširila se globalno te predstavlja pravi globalni fenomen. Dolina vodika može uključivati jedan cijeli grad, otok, regiju, industrijsko udruženje. Radi se dakle o jednoj vrsti klastera unutar kojega se provode projekti vodikovoga lanca vrijednosti, od proizvodnje, pohrane, transporta i distribucije, pa sve do korištenja vodika. Doline vodika zapravo predstavljaju jedno umanjeno gospodarstvo zasnovano na vodiku. Ovaj projekt u ukupnom trajanju od 72 mjeseca od velikoga je značaja za hrvatsko gospodarstvo u smislu uspostave gospodarstva temeljenoga na vodiku. Dakle, dobili smo strašno dobru priliku za pokretanje hrvatskog gospodarstva u području vodikovih tehnologija, otvaranje novih radnih mjesta, te pojačanje suradnje gospodarstva i akademske zajednice. Osim toga, a s ciljem ubrzanja uvođenja vodikovih tehnologija, ova dolina vodika omogućava i prekograničnu suradnju, privlačenje investicija, promidžbu i primjenu vodikovih tehnologija u srednjoj i istočnoj Europi za pokrivanje potreba različitih korisnika, od industrije, prometa, kućanstava do opće energetike.

Ankica Kovač / Snimio Davor KOVAČEVIĆ

Koliki je potencijal Doline vodika po pitanju broja radnih mjesta? Imamo li dovoljno stručnog kadra i treba li se sustav obrazovanja i visokog obrazovanja već sada okrenuti stvaranju kadrova koji će zadovoljavati potrebe tržišta rada u ovom području?

– Ovim projektom očekuje se otvaranje i do 45 tisuća novih radnih mjesta te 3,6 milijardi eura godišnje dodane vrijednosti u ove tri zemlje do 2030. godine. Što se tiče stručnog kadra, mi na Fakultetu strojarstva i brodogradnje u Zagrebu na procesno-energetskom smjeru imamo uspostavljene kolegije Nove tehnologije u energetici i Vodik i gorivni članci u sklopu kojih se dobivaju potrebna znanja o vodikovim tehnologijama koje uključuju cijeli vodikov lanac vrijednosti, a kroz rad i na laboratorijskim prototipima i na komercijalnim sustavima provodi se i jedan oblik stručne prakse. Također redovito održavamo i edukacije za stručnjake iz industrije kroz radionice i treninge na koje pozivamo najveće stručnjake iz ovoga područja koji prenose svoja znanja i iskustva. Pokrenuli smo i Međunarodnu konvenciju o energiji obnovljivoga vodika, kao susret industrije, akademske zajednice i politike iz cijeloga svijeta. Ove godine RH2EC se održava od 24. do 26. svibnja u Zagrebu. Dakle, iako puno radimo na izobrazbi, potrebno je još puno više kako bi i kvantitetom i kvalitetom zadovoljili potrebe tržišta rada te smo u fazi razrade Studija vodika koji je Hrvatskoj nužno potreban. Vjerujem da će ovu potrebu prepoznati i podržati Sveučilište i Ministarstvo znanosti i obrazovanja kako bi čim prije došlo do njegove realizacije.

EK kao jedan od glavnih ciljeva navodi pozicioniranje EU-a kao vodećeg proizvođača vodika i tehnologija povezanih s njegovim korištenjem. Na koje se sve načine vodik može koristiti, u kojim gospodarskim sektorima i primjenom kojih tehnologija?

– Dva su osnovna pravca korištenja vodika. Prvi je za pohranu električne energije iz obnovljivih izvora energije u vodik putem elektrolize vode, a drugi je za dekarbonizaciju transporta, industrije i grijanja. Dok je drugi direktan i očigledan, ovaj prvi je važniji jer omogućava širu primjenu obnovljivih izvora energije. Primjena vodika je višestruka i može se koristiti gdje god nam je potrebna električna, odnosno toplinska energija. Pogodan je za primjenu u industriji, transportu, kućanstvima i općoj energetici. Primjena vodika prisutna je u svemirskoj industriji, u prijenosnim agregatima, u prometnom sektoru koji uključuje i cestovni, i željeznički, i morski, pa i zračni prijevoz, a postoje i elektrane na vodik umjesto na prirodni plin. Kratkoročno, očekuje se da će vodik najviše utjecati na industrijski sektor. Demonstracija vodika kao goriva u sektoru brodogradnje, postavljanje kvota za singoriva u zrakoplovstvu i postavljanje odgovarajuće infrastrukture za opskrbu gorivom u morskim, riječnim i zračnim lukama ubrzalo bi korištenje vodika i goriva na bazi vodika u tim sektorima u kojima je emisije teško smanjiti. Korištenje vodika u proizvodnji električne energije trenutno čini manje od 0,2 posto opskrbe električnom energijom, uglavnom povezano s korištenjem miješanih plinova s visokim udjelom vodika iz industrije čelika, petrokemijskih postrojenja i rafinerija, te korištenjem nusprodukta čistoga vodika.

Bez štetnih emisija

Korištenje vodika usko je povezano s proizvodnjom električne energije iz obnovljivih izvora, među ostalim i kao način »skladištenja« energije, primjerice iz vjetroelektrana, u noćnim satima. Možete li nam objasniti zašto je vodik prikladan za tu svrhu i uopće koncept »zelenog vodika«?

– Zeleni vodik je vodik dobiven elektrolizom vode korištenjem obnovljivih izvora energije. Takav proces je bez popratnih emisija CO2, a njegovim korištenjem u vodikovim gorivnim člancima osigurava se također proces bez emisija CO2. Takvim načinom proizvodnje i korištenjem vodika osigurava se kruženje vodika u prirodi bez štetnih emisija. S 38 posto ukupne finalne potražnje za energijom, industrija je najveći sektor krajnje potrošnje i čini 26 posto emisija CO2 globalnoga energetskog sustava. Mi moramo uvesti u industriju sunčevu energiju i energiju vjetra umjesto prirodnoga plina, nafte i ugljena, a to najbolje možemo preko vodika. Preko struje ne možemo, iako bi to bilo učinkovitije, jer struju na velikoj skali ne možemo pohranjivati u baterijama. Potrebno je ulagati u povećanje kapaciteta sustava za korištenje obnovljivih izvora energije i krajnje je vrijeme da se (posebno u Hrvatskoj koja obiluje sunčevom energijom) izgradi neki njihov strateški minimum.

Ankica Kovač / Snimio Davor KOVAČEVIĆ

Može li proizvodnja vodika uravnotežiti inače nestabilnu proizvodnju energije iz obnovljivih izvora, odnosno omogućiti njihovu puno veću učinkovitost?

– Vodik može poslužiti kao sezonski medij za pohranu u energetskim sustavima s visokim udjelom povremene proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora energije i odgovorom na nisku potražnju osiguravajući pouzdanost i fleksibilnost sustava. Direktno korištenje električne energije iz obnovljivih izvora energije jest najučinkovitije, ali obnovljivi izvori energije su nesigurni, mogu zatajiti kada nam struja najviše treba. Zato struju treba pohraniti u vrijeme kada je ima, za vrijeme kada je nema. Bilo koja pohrana električne energije se međutim plaća gubicima jer su nužne pretvorbe nečega što se ne može pohraniti u nešto što se može pohraniti. Tu je pretvorba struje u vodik ona koja zadovoljava najšire zahtjeve u različitim sektorima potrošnje energije jer se vodik lako i učinkovito pretvara u toplinsku ili električnu energiju prema potrebi, a povrat vodika u, na primjer, električnu energiju najučinkovitiji je kroz korištenje gorivnih članaka različitih tipova. Upravo zato su gorivni članci ključna vodikova tehnologija na strani korištenja vodika. Na primjer, kombinirane elektrane s visoko temperaturnim vodikovim gorivnim člancima i turbinama mogu imati učinkovitost od 80 posto.

Koji su obnovljivi izvori energije najpogodniji za proizvodnju zelenog vodika?

– Ovisno o geografskom položaju koristit će se oni obnovljivi izvori energije koji su tamo najzastupljeniji. Kada govorimo o Hrvatskoj, onda je to u prvom redu sunčeva energija, a nakon toga je energija vjetra.

Ima li Hrvatska dovoljno potencijala u obnovljivim izvorima energije za zadovoljavanje vlastitih potreba za proizvodnjom vodika u budućnosti? Može li, s obzirom na potencijale, postati i izvoznik vodika?

– Potencijal Hrvatske u obnovljivim izvorima energije je ogroman i iako se u zadnjih nekoliko godina dosta napravilo taj potencijal još uvijek nije dovoljno iskorišten. Ako bi učinkovitost energije, uz prosječnu godišnju osunčanost Hrvatske od 1.350 kilovatsati po metru kvadratnom koja padne na samo 75 kilometara kvadratnih, bila samo 10 posto bilo bi potrebno samo 750 kvadratnih kilometara, za potpunu zamjenu svih današnjih oblika potrošene primarne energije sunčevom energijom. Te bi brojke u stvarnosti bile daleko manje kada bi se iz proračuna izdvojila energija vode koja sada sudjeluje s otprilike 50 posto i kada bi se sustavi za pretvorbu sunčeve energije izgradili u južnim dijelovima koji imaju daleko veću osunčanost. Ako bi se dozračenoj sunčevoj energiji pribrojili raspoloživi potencijali vjetra i valova u jadranskome priobalju, dobivaju se brojke koje definitivno potvrđuju da Hrvatska može, koristeći svoje potencijale obnovljivih izvora energije za proizvodnju vodika, zadovoljiti sve svoje potrebe za energijom. Hrvatska ima dovoljno slatke vode i još više morske vode pa bi uz obilje sunčeve energije proizvodnja vodika mogla biti posve dovoljna za pokrivanje unutarnjih potreba, a preteklo bi i za izvoz, istovremeno ne emitirajući niti grama CO2. Treba shvatiti da je došlo vrijeme kada se cijena i brža dinamika dekarbonizacije više ne smiju podvrgavati kriterijima ekonomske isplativosti jer se globalne klimatske promjene moraju zaustaviti praktično pod bilo koju cijenu.

Usvojena Strategija

Hrvatska je usvojila Strategiju za vodik do 2050. godine, što ta Strategija donosi i u kojoj će mjeri omogućiti napuštanje korištenja fosilnih goriva, a time i energetsku neovisnost u punom smislu riječi?

– Hrvatska strategija za vodik (slično kao i EU strategija za vodik) odredila je ciljeve u tri faze, i to za razdoblje od 2021. – 2026. za početak uspostave gospodarstva temeljenog na vodiku, zatim 2027. – 2030. za uvođenje vodika u gospodarstvo, te 2031. – 2050. kao razdoblje u kojemu se očekuje uspostava gospodarstva temeljenoga na vodiku. Hrvatska strategija za vodik stoji na četiri stupa od kojih prvi obuhvaća proizvodnju vodika koja se prvenstveno treba orijentirati na obnovljivi vodik; drugi stup čini pohrana i transport vodika; treći stup podrazumijeva korištenje vodika; četvrti stup predstavlja obrazovanje, istraživanje i razvoj kojima će se unaprijediti razvoj gospodarstva temeljenog na vodiku (proizvodnja, pohrana, transport i korištenje vodika). Na ovaj način osigurat će se komercijalizacija novih tehnologija u proizvodnji obnovljivoga vodika te njegovo sigurno korištenje i dobava na mjesto potrošnje. Donošenjem Hrvatske strategije za vodik odaslana je jasna poruka da Vlada odlučno podržava razvoj i primjenu vodikovih tehnologija kao jednu od osnovnih poluga u postizanju klimatske neutralnosti Hrvatske te relativno bezbolno napuštanje fosilnih goriva, kao i maksimalnu orijentiranost na obnovljive izvore energije, što omogućava ostvarenje energetske neovisnosti. Strategija osigurava i razvoj znanosti te doprinosi istraživanju i razvoju vodikovih tehnologija, kao i oslobađanju Hrvatske od uvoza energije uz istovremeno povišenje tehnološke razine određenih industrijskih grana. I u konačnici, Strategija osigurava da RH ostane posrednica kod potencijalnog uvoza vodika iz područja velike proizvodnje (Afrike, možda i Australije) u EU-u. Transport vodika cijevima jeftiniji je od transporta vodika brodovima, što Hrvatskoj daje priliku za proizvodnju vodika u Dalmaciji i transportira ga trasom današnjih plinovoda do mjesta potrošnje. S obzirom da sam kao zamjenica predsjednika Stručne radne skupine sudjelovala u izradi Hrvatske strategije za vodik, detaljno sam upoznata s cijelim procesom razrade ciljeva i mogućnosti njihova ostvarenja. Kada na Strategiji radi puno ljudi iz puno različitih segmenata, onda moraju postojati kompromisi. Ova Strategija je stoga umjerena. Najvažnije je da ona postoji jer je njome pokazan stav onih koji su je napisali. Ona je prvenstveno poticaj. Nitko nikome ne brani da ide dalje i da napravi bolje uvjete za proizvodnju i korištenje vodika. Ono što bi mogla biti slabost je tradicionalna sporost birokracije. Potrebno je napraviti njoj posljedične sustavne akte da se Strategija lakše i učinkovitije provodi.

Ankica Kovač / Snimio Davor KOVAČEVIĆ

Koliki je interes hrvatskog gospodarstva za ulaganje u vodik? Postoje projekti izgradnje solarnih elektrana za proizvodnju vodika, poput onog u Ivanić Gradu ili u Rafineriji nafte Rijeka, no je li takvih projekata dovoljno i treba li ih »pogurati« poticajima i olakšicama na državnoj razini? Zaostajemo li za drugim zemljama EU-a po tom pitanju?

– Vodik se u ovim trenucima vrlo malo koristi u Hrvatskoj. Imamo riječku rafineriju koja treba vodik za svoje potrebe proizvodnje naftnih derivata, ali koja ide u remont, znači uskoro nula, a nešto vodika imamo u manjim tvrtkama koje koriste vodik za svoje vlastite proizvodne procese. Što se tiče Petrokemije, Turska poslovna grupacija YILDRIM je upravo u procesu kupnje 54,5 posto Petrokemije od sadašnjeg vlasnika (Ina i PPD). Dakle, uskoro će Turci diktirati priču i teško je reći što će biti. Moja vodikova grupa i ja smo procesu izrade jedne studije o mogućem budućem tržištu vodika u Hrvatskoj od Petrokemije dobili podatak, za koji imam dozvolu javno podijeliti, da bi oni mogli apsorbirati 83 tisuće tona vodika godišnje. Mislim da u ovom trenutku najviše vodika troši uljara u Zagrebu koja elektrolizom proizvodi svoj vodik za potrebe proizvodnje nekih prehrambenih produkata, te na akademskim institucijama: FSB, FESB, IRB, FKIT, i drugi, za potrebe istraživanja, razvoja i ispitivanja prototipa i komercijalnih sustava za proizvodnju, pohranu i korištenje vodika. No, interes hrvatskoga gospodarstva za ulaganje u vodik je velik, a što je i očekivano s obzirom na EU smjernice i energetske planove. EU fondovi financiranja, između ostalih, osigurali su izdašna sredstva upravo za uvođenje vodikovih tehnologija u svim sektorima. U Hrvatskoj imamo zainteresirane i male i velike tvrtke, ali i pojedince, i veseli me da s mnogima od njih i osobno surađujem. To su tvrtke poput Ingre d.d. koja gradi prvu hrvatsku sunčanu vodikovu elektranu u Ivanić Gradu, potom Siemens Energy d.o.o. koji proizvodi opremu za vodikove sustave po principu ključ u ruke, Gradska plinara Zagreb d.o.o. koja istražuje mogućnosti transporta vodika korištenjem postojeće plinske infrastrukture i mogućnosti izgradnje postrojenja za proizvodnju vodika, zatim Grad Zagreb, ZET d.o.o. i Ina d.d. s izradom projektne dokumentacije za dekarbonizaciju javnog gradskog prijevoza uvođenjem 20 autobusa na pogon vodikom i instalacijom dvije punionice vodika. Tu su još i Končar Institut za elektrotehniku d.o.o., Crodux energetika d.o.o., Oprema d.d. iz Ludbrega, Dilj d.o.o. iz Vinkovaca.

Koliko vodik, uz dovoljne proizvedene količine, cijenom može konkurirati fosilnim gorivima?

– Vodik može omogućiti prelazak s fosilnih goriva u mnogim primjenama po iznenađujuće niskim cijenama emisija CO2. Na primjer, pri cijeni od jednog dolara po toni za korištenje vodika, cijena CO2 od 50 dolara po toni CO2 po toni iz fosilnih goriva bi bila dovoljna za prelazak na obnovljivi vodik u proizvodnji čelika; 60 USD/tCO2 za korištenje obnovljivoga vodika za toplinu u proizvodnji cementa; 78 USD/tCO2 za sintezu amonijaka i 90 USD/tCO2 za proizvodnju aluminija i stakla. Ako pogledamo ciljeve za ostvarenjem globalne klimatske neutralnosti do 2050. godine, onda zapravo u bilo kojem scenariju nultih emisija nema mjesta za fosilna goriva. No u kontekstu fosilnih goriva, možemo govoriti o proizvodnji vodika reformiranjem što opet pada u vodu, s obzirom na to da kod takvog procesa imamo popratne emisije CO2. Cijena vodika ovisi o načinu njegove proizvodnje. Prema EU vodikovoj strategiji objavljenoj 8. srpnja 2020. godine, cijena vodika koji je proizveden iz fosilnih goriva je oko 1,5 eura po kilogramu ne uzimajući u obzir cijenu otpuštenog CO2 u atmosferu. Ako uz proizvodnju vodika imamo i hvatanje otpuštenog CO2, onda je ta cijena oko 2 eura po kilogramu. I konačno, cijena proizvodnje vodika elektrolizom vode korištenjem obnovljivih izvora energije je oko 2,5-5,5 eura po kilogramu. S obzirom na ekstreman pad cijena elektrolizatora, procjenjuje se da će do 2030. godine vodik cjenovno biti konkurentan vodiku proizvedenome iz fosilnih goriva i upravo je to jedan od razloga zašto je vodik perjanica energetske tranzicije.