Zielony wodór, lokalne zasoby wodne i przyszłość europejskiej transformacji energetycznej

Lokalne zasoby wodne stają się kluczowym czynnikiem dla zielonego wodoru w Europie, a zielony wodór może albo przyspieszyć transformację energetyczną, albo pogłębić deficyty wody i konflikty z rolnictwem.

.Zielony wodór jest jednym z filarów planów dekarbonizacji europejskiego przemysłu i ciężkiego transportu. Szczególnie tam, gdzie elektryfikacja bezpośrednia jest trudna lub nieefektywna. Produkowany metodą elektrolizy z użyciem energii odnawialnej może znacząco ograniczyć emisje CO₂, zastępując paliwa kopalne w hutnictwie, chemii, rafineriach czy logistyce dalekobieżnej.

Najnowsze badanie Chalmers University of Technology pokazuje jednak, że w tej układance brakuje często jednego krytycznego elementu, którym jest woda. Sama elektroliza zużywa jej relatywnie niewiele w skali całej gospodarki, ale problem pojawia się lokalnie tam, gdzie wodór opłaca się produkować, bo jest blisko przemysłu i taniej energii, zasoby wodne bywają już dziś napięte. Autorzy pracy podkreślają, że bez połączenia perspektywy ogólnoeuropejskiej z lokalną łatwo jest przeoczyć miejsca, w których nowe elektrolizery staną się konkurencją dla rolnictwa, przyrody i mieszkańców.

Zespół Joela Löfvinga przeanalizował 751 lokalnych zlewni wodnych w całej Europie, łącząc geograficzny rozkład przyszłego popytu na wodór z projekcjami dostępności wody, zużycia energii i zmian klimatu do 2050 r. W Szwecji szczególnie wrażliwe okazują się regiony Sörmland i Roslagen. W Sörmland już dziś działają stalownia i rafineria, które w scenariuszu wodorowym mogłyby znacząco zwiększyć pobór wody, jeśli postawi się na lokalną elektrolizę opartą na wodach gruntowych i powierzchniowych. W Roslagen oraz w części Bohuslän i Norrlandu model pokazuje wzrost poboru wody o ponad 50%, co mimo teoretycznie dobrych zasobów może mieć istotny wpływ na ekosystemy wodne. Podobne wzorce widać w Europie Południowej i Środkowej, czyli tam, gdzie słońce i wiatr sprzyjają produkcji taniej energii odnawialnej (Hiszpania, południowe Włochy, część Francji), lokalne zasoby wodne już dziś są pod presją i wrażliwe na susze, przez co wodór może wejść w bezpośredni konflikt z rolnictwem.

Badanie nie konkluduje, że z zielonego wodoru trzeba zrezygnować, ale że musi on zostać „zintegrowany” z polityką wodną. Wskazywane są konkretne rozwiązania: odsalanie wody morskiej w regionach nadbrzeżnych, ponowne wykorzystanie wody z oczyszczalni ścieków czy projektowanie zakładów wodorowych w ścisłej symbiozie z infrastrukturą komunalną. Ciekawą synergią jest możliwość użycia tlenu powstającego jako produkt uboczny elektrolizy w procesach oczyszczania ścieków, co może poprawiać efektywność biologiczną oczyszczalni. Kluczowe jest jednak planowanie, w tym szczególnie wybór lokalizacji, w których połączenie dostępu do energii odnawialnej, wody i infrastruktury minimalizuje ryzyko konfliktu, a nie przerzuca kosztów transformacji energetycznej na już obciążone ekosystemy wodne i rolników.

W modelu Chalmers zielony wodór znacząco zwiększa zapotrzebowanie na energię elektryczną, bo zastępuje „schowaną” w paliwach kopalnych energię, którą do tej pory po prostu wydobywaliśmy z ziemi. Jednak po włączeniu scenariuszy wodorowych do modelu Multinode okazuje się, że średni wpływ na ceny energii w skali Europy jest stosunkowo niewielki. Regiony z obfitym potencjałem OZE (północ Europy) notują niewielkie wzrosty, większe korekty widać w regionach zależnych od gazu czy atomu na południu. Również kwestia zajęcia terenu wygląda mniej dramatycznie niż w przypadku biopaliw. Dodatkowe farmy wiatrowe i słoneczne potrzebne do zasilenia scenariuszy wodorowych zajmowałyby jedynie kilka procent obecnych gruntów rolnych, znacznie mniej niż wymagane byłoby przy zastępowaniu tej samej energii biomasą.

.Autorzy badania podkreślają, że prawdziwe wyzwanie nie polega na wyborze „wodór albo brak wodoru”, ale na takim projektowaniu systemu, by równocześnie widzieć „wielki obraz” transformacji energetycznej i bardzo konkretne, lokalne konsekwencje szczególnie dla wody, która coraz rzadziej jest zasobem, który można traktować jak oczywistość.

Szymon Ślubowski