Zdolność wodoru do przenikania przez materiały powoduje znaczne ubytki i straty, niszczy też te materiały: w centymetrowej stali dziury można później bez problemu wybijać małym młotkiem... Odpowiedni dobór i obróbka materiałów pozwalają zmniejszyć to ryzyko.
- Polska produkuje około 1,3 mln ton tzw. szarego wodoru rocznie. Do zielonego nam daleko...
- Obecnie 70-80 proc. wodoru na świecie wytwarza się metodą reformingu paliw ropopochodnych, głównie metanu; ten „zielony” stanowi jedynie 1 proc.
- Problemem jest m.in. transport wodoru, co wynika ze zdolności tego gazu do przenikania przez materiały.
Tomasz Rzadki, specjalista ds. technologii wodorowych, SGS Polska, wskazuje, że nasz kraj jest trzecim w Europie producentem wodoru. Wytwarzamy 1,3 mln ton rocznie, ale to tzw. szary wodór. Obecnie 70-80 proc. tego gazu na świecie jest wytwarzane metodą reformingu paliw ropopochodnych, głównie metanu. Ten najbardziej w przyszłości pożądany „zielony” wodór z elektrolizy to dziś jedynie 1 proc. globalnej produkcji.
Według Tomasza Rzadkiego Polska ma w tej chwili bardzo mały potencjał produkcji bezemisyjnego wodoru. To przyszłość, która wymaga wielu inwestycji.
Według prognoz rynkowych do 2050 roku koszt wytworznenia tony wodoru może być na poziomie 1 dolara, co byłoby finansowo bardzo korzystne, ale wiąże się z wieloma inwestycjami. Musimy zbudować odpowiednio duże moce energetyki odnawialnej, elektrolizery.
- Dużym minusem obecnie jest cena platyny, która jest katalizatorem procesu elektrolizy - powiedział Tomasz Rzadki w czasie rozmowy na scenie WeldingZone podczas tegorocznych targów ExpoWELDING.
Wodór ucieka z wszystkich gazociągów szybciej niż inne gazy
Jak wskazał, znacznie tańsze są obecnie inne drogi, np. produkcja wodoru z biogazu, ale - ze względu na więcej zanieczyszczeń, zwłaszcza siarką - stawia ona wyższe wymagania pod względem wykorzystanych materiałów.
Problemem pozostaje także transport wodoru, co wynika ze zdolności wodoru do przenikania przez materiały – to powoduje znaczne straty, niszczy też te materiały.
- Zdolność przenikania wodoru przez płaszcze stalowe jest nazwana kruchością wodorową. Wodór tworzy najpierw w płaszczach stalowych małe bąbelki metanowe, które przekształcają się w mikro-, a potem makropęknięcia i następuje nieodwołalne niszczenie materiału - wyjaśnia Robert Ostrach, kierownik Laboratorium NDT, SGS Polska.
"Korozja" ma trzy fazy. W ostatniej płaszcz stalowy o grubości 10 mm można rozbijać małym młotkiem, wybijać w nim dziury - mówi obrazowo Tomasz Rzadki.
Straty wynikające z ucieczki wodoru można zmniejszyć przez odpowiednie przygotowanie materiałów
Stąd bardzo ważny jest dobór materiału, z jakiego wykonuje się zbiorniki czy gazociągi dla wodoru.
- Odpowiednia obróbka, taka jak wytrawienie chemiczne, które zmniejsza wielkość powierzchni właściwej materiału w dużym stopniu (80-90 proc.), redukuje dyfuzję poprzez jego strukturę - wyjaśnia Tomasz Rzadki.
Czynnikiem zmniejszającym wystąpienie kruchości wodorowej jest też ciągły przepływ gazu - i to z niemałą prędkością liniową.
- Straty dobowe na generatorze 220 MW to 20 m sześc. na dobę, ale przez np. zastosowanie odpowiednich materiałów można je zmniejszyć do 3 m sześc. - stwierdza Tomasz Rzadki.
Łatwość, z jaką wodór wnika w strukturę materiału, da się wykorzystać także do przechowywania go.
- Wodór w strukturze materiału można magazynować na węglach aktywnych wielkości rzędu nano. To ułatwia transport, ale to nie jest transport tak szybki i swobodny, jaki daje gazociąg. Przy budowanej przez nas sieci o długości kilku tysięcy kilometrów jesteśmy w stanie przetransportować energię zamienioną w wodór na drugi koniec Polski w czasie 1-2 godzin - deklaruje Tomasz Rzadki.
Dyfuzja wodoru jest przede wszystkim problemem ze względu na straty, jakie ponoszą koncerny energetyczne.
- Robiliśmy wyliczenia dla PGE w Dolnej Odrze. Strata z tytułu nieszczelności instalacji wodorowych dla 6 bloków wynosi między 800 000 a 1,2 mln złotych rocznie - mówi Tomasz Rzadki (wlektrownia wykorzystuje wodór do chłodzenia generatorów).