Orlen inwestuje w energię atomową. Dlaczego Obajtek bez reaktora może nie przekonać nas do wodoru?

Wodorowe paliwo od Orlenu zaczyna być coraz bardziej realną wizją. W czerwcu wystartował program Hydrogen Eagle. Od Czech po Słowację przez Polskę mają powstawać huby wodorowe, dzięki którym przystosowane pojazdy będą mogły zatankować kilka kilogramów paliwa i pomknąć w świat pozostawiając po sobie bezwonną parę wodną.

Teoretycznie wszystko jest do zrobienia. Daniel Obajtek odważnie twierdzi, że Orlen do 2040 roku będzie w stanie produkować 50 tysięcy ton paliwa wodorowego rocznie. To sporo, bo przeciętne auto osobowe zasilane wodorem jest w stanie przejechać około 100 km na 1 kg tego paliwa. Nie zapowiada się jednak, żeby miały one szansę stanowić jakąkolwiek konkurencję dla samochodów elektrycznych.

Wszystko przez bilans energetyczny. Auto zasilane elektrycznie na przejazd 100 km zużyje 15 – 30 kWh energii. Pojazd o takich samych gabarytach, ale napędzany wodorem od Orlenu zużyć może nieźle ponad 50 kWh. Dlatego zielone paliwa wodorowe mają szansę zdobyć europejskie autostrady, startując w zupełnie innej grupie wagowej.

TIR z napędem elektrycznym to aktualnie pomyłka logistyczna. Wodór jest jedyną nadzieją, żeby hiszpańskie truskawki lądowały na półce pobliskiego supermarketu bez śladu węglowego. Żeby zaczęło się to dziać, Orlen musi produkować paliwo wodorowe w kraju, w którym OZE wspierają elektrownie atomowe.

Jak powstaje paliwo wodorowe Orlenu?

Możliwości energetyczne wodoru są ludziom znane od dziesięcioleci. Sam pierwiastek jest wart zachodu, bo w przeciwieństwie do gazu ziemnego skutecznie opiera się podziałom politycznym i prawu własności. Nie trzeba za niego płacić nikomu. Pozyskać go jednak w sposób, który jest praktyczny, może być trudno.

Orlen zdecydował się na elektrolizę wody. W warunkach eksperymentalnych jest to proces banalny. Wystarczy szklanka wody, dwie probówki oraz podłączone z baterią anoda i katoda. Uruchamiamy prąd, a cząsteczki wodoru i tlenu oddzielają się od siebie, lądując w osobnych probówkach.

Obejrzyj w

Niestety, w przemysłowych zastosowaniach pojawi się identyczny problem, który martwi autora powyższego eksperymentu dla dzieci. Elektroliza jest procesem bardzo energochłonnym i baterii należy używać oszczędnie. Dlatego przy zakładanej przez Orlen produkcji 50 tysięcy ton paliwa rocznie trudno jest uwierzyć, że wystarczą bałtyckie elektrownie wiatrowe i wodór pozyskiwany z biomasy odpadów komunalnych.

Ile energii kosztuje produkcja paliwa wodorowego?

W 2020 roku wszystkie farmy wiatrowe w Polsce wyprodukowały 14 174 GWh energii. Aby pozyskać 1 kg wodoru, potrzebne jest 9,1 litra wody i około 40 - 50 kWh energii elektrycznej. Nawet przy produkcji na poziomie 50 tysięcy ton elektroliza pochłonie tylko 2 000, może 2 500 GWh. Niby niewiele, ale polskiej energetyki na takie poświęcenie nie stać. Energia węglowa doprowadzi nas w najbliższych latach do ruiny gospodarczej i każda kWh, jaką produkują nam odnawialne źródła energii, jest na wagę złota.

Na dodatek elektroliza to wierzchołek potrzeb energetycznych paliwa wodorowego. Trzeba dostarczyć je do odbiorców. Benzynę także, więc te koszy mogą się rekompensować w momencie, kiedy straci ona na popularności. Niestety, niewiele można zrobić z wodą, która jest deficytowa i  stanowi prawdziwy pożeracz energii. Aby nadawała się do elektrolizy, musi zostać zdemineralizowana.

W warunkach laboratoryjnych można poddać elektrolizie nawet wodę morską, ale aparatura do tego celu bardzo szybko odmówi posłuszeństwa. Alternatywa to procesy identyczne, jak w przypadku odsalania. Wszędzie, gdzie jest ono wykonywane na skalę przemysłową, jest do tego celu budowana elektrownia. A Orlen będzie potrzebował około 130 basenów olimpijskich wody rocznie. Jeśli będzie ją oczyszczał, wykorzystując energię węglową, będzie to dodatkowy koszt, a paliwo nie będzie ekologiczne.

Inwestycja w energię atomową może być też dla Orlenu niezbędną podstawą sprzedawalności paliwa wodorowego. Jest ono atrakcyjnym produktem dla dużych firm transportowych. Są to odbiorcy, którzy musieliby poczynić znaczące zmiany we flocie swoich pojazdów i nie kupią auta dostawczego tylko dlatego, że wodór dobrze brzmi. To ma się opłacać. Tymczasem nie da rady przekonać żadnej tabelki w Excelu, że cena paliwa jest pewna, skoro jest produkowane na drodze elektrolizy wodnej w kraju o tak dużym wykorzystaniu energii węglowej, jaki ma obecnie Polska.

Całe szczęście dla nas wszystkich, bo dzięki temu Orlen nie zamierza wymyślać koła od nowa i woli zainwestować w rzecz oczywistą: energię atomową. Na dodatek dostarczaną w prosty i obliczony na możliwości nawet niewielkiego inwestora sposób.

Jakie elektrownie atomowe zainteresowały Orlen?

Elektrownie atomowe to zazwyczaj obiekty o powierzchni sporego miasteczka. Ten aspekt mocno ogranicza możliwości ich budowy i w połączeniu z kosztami, skutecznie wiąże ręce prywatnym inwestorom. Od niedawna przemysł energetyczny może się posiłkować obiektami SMR (Small Modular Reactor), czyli modułowymi elektrowniami atomowymi.

Bardzo podobne technologie ich budowy posiada kilku producentów na świecie. Ta, w którą zaangażowanie rozważa Orlen należy do GE Hitachi Nuclear. Została jednak skrzętnie wybrana przez Synthos Green Energy, z którym Orlen podpisał niedawno umowę o współpracy na rzecz „rozwoju i wdrażania technologii zeroemisyjnej, technologii jądrowej małych i mikro reaktorów atomowych”.

 Daniel Obajtek, źródło: Orlen

Orlen w tym całym układzie biznesowym może być kupującym i to takim, który będzie mieć we wdrażaniu technologii SMR znaczący interes własny. Elektrownie, które wytypował Synthos to niewielkie obiekty z reaktorem BWRX-300. Mogą się przydać na potrzeby produkcji i dystrybucji paliwa wodorowego Orlenu oraz sprawdzić się idealnie w polskim klimacie ekonomicznym i politycznym.

Racjonalne inwestycyjnie

Ogromną zaletą SMR jest ich modułowość. Można uruchomić tylko jeden reaktor, a w przyszłości dodawać do niego kolejne. Na pierwsze efekty inwestycji nie trzeba czekać przez wiele lat i wydawać od razu niebotycznych sum.

Rozmiary reaktora

Pojedynczy reaktor BWRX-300 nie jest olbrzymem. Jego rozmiary porównać można z gabarytami samochodu ciężarowego. Dzięki temu jego lokalizacja może być bardziej elastyczna.

Awaryjność

Za inwestycjami w elektrownie modułowe przemawia znikome zagrożenie awarią. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu jednego obiegu wody funkcjonującego pod względnie niskim ciśnieniem. Ta sama ciecz jest odpowiedzialna za zwiększenie mocy reaktora, jego chłodzenie i transport energii. Jeśli temperatura rdzenia rośnie, woda zaczyna parować i w kolejnym cyklu jest jej coraz mniej. W ten sposób reaktor jest zmuszany do coraz mniej intensywnej pracy i samoczynnie się uspokaja.

Możliwości energetyczne

Dodatkowo możliwości energetyczne modułowych elektrowni z reaktorem BWR-300 są całkiem opłacalne. Z danych Hitachi wynika, że jeden reaktor dysponuje mocą około 300 kW, a jego koszt nie będzie przekraczał 500 milionów złotych. Dla porównania Polska ma zamiar do 2040 roku zainwestować ponad 100 miliardów PLN w elektrownię atomową, która będzie dysponować mocą 9 GW.

Oczywiście, zwykła arytmetyka nie koniecznie się tutaj sprawdzi i budowa kilku tysięcy elektrowni SMR nie do końca ma sens. Według Synthos Green Energy mogą one bez problemu pokryć co najmniej 20% zapotrzebowania energetycznego Polski, a to już coś, bo bez udziału CO₂. Należy więc trzymać kciuki, że Orlen jest w jeszcze gorszej energetycznie sytuacji, niż przeciętny Kowalski i kupi kilka reaktorów na własne potrzeby lub sensownie będzie wspierał zainteresowanych inwestorów.

Żródło: Orlen, Energetyka24, informacje własne