Woda, wodór i węgiel są najbardziej innowacyjnymi surowcami w rozwoju technologii. W obliczu wyzwania, jakim jest transformacja energetyczna, rośnie znaczenie gospodarki wodnej, węglowej a szczególnie wodorowej, wynika z raportu „Świat 3W. Rzeczywistość i przyszłość”. Rynek wodoru jest już wart setki miliardów dolarów.
Na rynek wodorowy kierowane są duże inwestycje w produkcję, sprzedaż, badania, rozwój i edukację. Wartość światowego rynku wodorowego w 2022 roku wynosiła około 600 mld zł. Przewiduje się, że światowa dekarbonizacja może przyczynić się do potrojenia jego wartości do 2050 roku.
I pewnie dlatego optymizm związany z rozwojem gospodarki opartej na wodorze jest w ostatnich latach szczególnie zauważalny. Zwiększa się zainteresowanie technologiami wodorowymi, powstają nowe inwestycje, a także wzrasta wydajność stale doskonalonych technologii.
– Potrafimy obecnie produkować wodór w sposób przyjazny dla środowiska, posiadając wiedzę i rozumiejąc ograniczenia związane z jego dystrybucją, przechowywaniem i specyfiką wykorzystania – czytamy w raporcie „Świat 3W. Rzeczywistość i przyszłość”, zaprezentowanym podczas Kongresu 3W przez Bank Gospodarstwa Krajowego.
Wodór to przyszłość? Polska ma szansę
Największe podmioty na rynku wodoru koncentrują się głównie na dwóch sektorach: chemicznym (szczególnie nawozy) oraz rafineryjnym i petrochemicznym. Prognozuje się, że wodór będzie coraz częściej wykorzystywany również w transporcie (kolej, autobusy, samochody osobowe i ciężarowe), produkcji stali, produkcji metali „kolorowych” (głównie miedzi i srebra), magazynowaniu energii oraz w ciepłownictwie.
W tym obszarze swoją szansę może upatrywać Polska. Jesteśmy obecnie trzecim największym producentem wodoru w Unii Europejskiej po Niemczech (2,5 mln ton) i Holandii (1,5 mln ton) z roczną produkcją na poziomie 1,3 mln ton. W skali świata, plasuje nas to na 5. miejscu. Najwięcej wodoru w Polsce produkuje Grupa Azoty (rocznie 190 tys. ton w Puławach, 77 tys. ton w Kędzierzynie Koźlu i 88 tys. ton w Policach).
W Polsce wodór może być stosowany z powodzeniem w sektorze energetycznym, o ile zapewnione zostaną wystarczające zasoby energii odnawialnej (OZE) lub jądrowej. Wykorzystanie wodoru może pomóc zmniejszyć zależność od paliw kopalnych oraz ograniczyć emisję gazów cieplarnianych. Ważne jest zaznaczenie, że produkcja energii może jednocześnie generować zarówno prąd, jak i ciepło.
Jak czytamy w raporcie, istnieją trzy kluczowe czynniki, które są ważne dla rozwoju rynku wodoru w Polsce. To wprowadzenie odpowiedniej legislacji, obniżającej ryzyko inwestycyjne do 2030 roku, wprowadzenie instrumentów finansowych, które będą wspierać polskie firmy, a także zabezpieczenie środków publicznych na transformację energetyczną.
Wartość rynku wody rośnie. Tak samo jak zanieczyszczenia
Rokrocznie wzrasta także wartość rynku wody. Wynika to z tego, że zaledwie 2,5 proc. wody na planecie to woda słodka. W większości jest ona uwięziona w lodowcach (68,7 proc.) lub pod powierzchnią ziemi (30,1 proc.). A przecież stanowi ona najważniejsze źródło życia i zasila wiele światowych przemysłów i gospodarek.
To dlatego coraz więcej podmiotów z różnych branż angażuje się w projekty związane z „obrotem wodą”. Rynki finansowe tworzą instrumenty takie jak indeksy wodne, fundusze ETF i kontrakty futures, umożliwiające inwestorom zabezpieczenie się przed ryzykiem niedoborów.
Rynek wody był wyceniany w 2020 roku na ponad 800 mld dolarów. Według raportu Global Water Market 2023, jego wartość wzrośnie do końca dekady do poziomu ok. 1,47 mld dolarów. Głównymi czynnikami tych wzrostów są niedobory wody, lub pogarszającą się jej jakość, wzrost populacji, rozwijające się gospodarki wschodzące i poprawa standardu życia społeczeństw.
Wiąże się to również ze wzrostem zanieczyszczenia oceanów. Najgorzej w tym zestawieniu wypada Północny Pacyfik, w którym pływa ponad 1,8 biliona kawałków plastiku o wadze ok. 80 tys. ton. Łączna powierzchnia pływających śmieci jest dwukrotnie większa niż cale terytorium Francji.
Czytaj także: Woda, wodór i węgiel kluczem do innowacji technologicznych. Rozpoczął się III Kongres 3W
Jak wynika również z badań Europejskiej Agencji Środowiska, cytowanych w raporcie 3W, problem zanieczyszczeń nie omija wód europejskich. W przypadku Morza Bałtyckiego problem dotyczy 96 proc. jego powierzchni, Morza Czarnego 91 proc., a Morza Śródziemnego – 87 proc. Najczęstsze źródła zanieczyszczeń to zanieczyszczenia komunalne (ponad 80 proc. światowych ścieków trafia do wód bez odpowiedniego oczyszczania) zanieczyszczenia przemysłowe, takie jak chemikalia i metale ciężkie oraz rolnicze.
Niestety, dostępność zasobów wodnych nie gwarantuje, że ludzie będą mieli łatwy dostęp do wody pitnej. Jak czytamy w raporcie, odsetek ludności korzystającej z bezpiecznych źródeł wody do spożycia w 2021 roku wyniósł 74,3 proc., co oznacza wzrost z poziomu 63,4 proc. z 2005 roku.
Jednakże wciąż ponad 2 miliardy ludzi ma ograniczony dostęp do wody pitnej lub takiej wody w swojej okolicy w ogóle nie ma. Problem ten w głównej mierze dotyczy krajów afrykańskich i biedniejszych regionów Azji. Poniższa grafika pokazuje, że w porównaniu z innymi państwami, problem ten dotyka również Polski:
Węgiel pierwiastkowany
– Większość form węgla pierwiastkowego pojawiło się w naszym otoczeniu stosunkowo niedawno. Badanie ich właściwości wymaga środków finansowych, odpowiedniego zaplecza laboratoryjnego i czasu, co czyni ten obszar wiedzy wciąż świeżym, perspektywicznym ale również angażującym – czytamy w raporcie 3W.
Nauka wciąż odkrywa nowe alotropowe odmiany węgla. Do diamentu i grafitu dołączyły fulereny, nanorurki węglowe, grafen i cyklokarbon.
– Naukowcy przewidzieli i opisali charakterystyki kolejnych odmian węgla, ponad 500 kolejnych hipotetycznych odmian węgla bazujących na nieskończonych sieciach 3D czeka na syntezę – czytamy.
Chcesz być na bieżąco? Subskrybuj 300Sekund, nasz codzienny newsletter! Obserwuj nas też w Wiadomościach Google.
I choć to USA i Chiny, dwie największe gospodarki świata, konkurują o przewagę technologiczną w tym zakresie, Polska niewiele im ustępuje. Jest czwartym europejskim rynkiem i największym w regionie Europy Środkowo-Wschodniej, dzięki czemu może pretendować do roli lidera w zakresie technologii nanowęglowych, wynika z raportu. Konieczne jest jednak opracowanie strategii, uwzględniającej potencjał naukowy i badawczy polskich ośrodków naukowych.
Kto będzie największym beneficjentem rozwoju nowych technologii węglowych? To przede wszystkim branża elektroniczna, gdzie grafen zastąpi silikon. To znacznie przyspieszy procesory i zmniejszy zapotrzebowanie na energię w urządzeniach elektronicznych. Z kolei przemysł kosmiczny wykorzysta grafen do budowy satelitów, elementów pojazdów kosmicznych (w tym napędów) czy ochrony przed promieniowaniem.
Czytaj także: