Elektroliza a biowodór: RFNBO i dlaczego prąd z biogazu to inna kategoria

Wodór z elektrolizy wody zasilanej odnawialną energią elektryczną to w prawie UE paliwo odnawialne pochodzenia niebiologicznego (RFNBO), czyli takie, którego energia pochodzi z odnawialnych źródeł innych niż biomasa. Nie jest to więc „biowodór”, nawet jeśli instalację zasila prąd z biogazowni: energia z biogazu pochodzi z biomasy, więc wodór wytworzony z niej nie mieści się w definicji RFNBO i podlega raczej zasadom dla paliw z biomasy. Odróżnienie obu kategorii jest ważne dla wsparcia, celów i certyfikacji.

Definicje

Dyrektywa RED III (UE) 2023/2413 ustala cele dla wodoru i paliw odnawialnych w przemyśle i transporcie oraz utrwala definicję RFNBO.

Reguły dla prądu

Rozporządzenie delegowane (UE) 2023/1184 określa, kiedy energia elektryczna użyta do elektrolizy może być uznana za w pełni odnawialną. Kluczowe zasady:

1. Dodatkowość: instalacja produkcyjna wodoru powinna być powiązana z nowymi mocami OZE (w określonym zakresie czasowym) albo z energią z sieci o odpowiednio niskiej intensywności emisji lub w warunkach ograniczania produkcji.
2. Korelacja czasowa: ilość energii zużytej do elektrolizy musi odpowiadać wytworzeniu energii odnawialnej w tym samym okresie rozliczeniowym (pierwotnie miesięcznym, później w przewidzianych przepisach – godzinowym).
3. Korelacja geograficzna: źródło OZE i elektrolizer muszą znajdować się w tej samej strefie rynku energii lub w strefie połączonej.

Szczegóły i okresy przejściowe należy czytać w tekście rozporządzenia. Zasady te mają zapobiegać deklarowaniu „zielonego” wodoru, który w praktyce zwiększałby zużycie węgla w systemie.

Biogazownia a elektroliza

Biogazownia wytwarzająca prąd z biogazu może zasilać elektrolizer. Wodór będzie wówczas pochodził z energii z biomasy: w przepisach UE jest on rozpatrywany jako paliwo z biomasy, jeśli biogaz spełnia kryteria zrównoważonego rozwoju. Alternatywnie biogazownia w układzie z farmą fotowoltaiczną lub wiatrową może zasilać elektrolizer energią tych źródeł i uzyskać status RFNBO, o ile spełnione są wymagania rozporządzenia. Jednocześnie wodór może być łączony z biogennym CO₂ w procesie metanizacji (patrz wpis o power-to-gas).

Zużycie energii

Elektroliza wody wymaga energii: teoretyczne minimum to ok. 39,4 kWh/kg H₂ (wartość z ciepłem spalania) lub 33,3 kWh/kg (według wartości opałowej), a w rzeczywistych układach, uwzględniając pomocnicze urządzenia, zużycie wynosi zwykle 50–55 kWh/kg H₂. Przykład: elektrolizer o mocy 1 MW pracujący 4000 godzin rocznie zużywa 4000 MWh i przy 52 kWh/kg produkuje ok. 77 t H₂ rocznie (4 000 000 / 52 ≈ 76 900 kg). Dla porównania ta sama energia w postaci biometanu (10 kWh/m³) odpowiadałaby 400 tys. m³ gazu. Rachunek ilustruje różnicę wartości energii oraz powody, dla których wodór jest rozważany tam, gdzie jest niezbędny.

Koszt

Koszt wodoru z elektrolizy zależy głównie od ceny energii elektrycznej, współczynnika wykorzystania elektrolizera i kosztu kapitału. Przy krótkim czasie pracy (np. tylko przy nadwyżkach OZE) koszt kapitału na kg rośnie. Z kolei przy wysokim współczynniku wykorzystania elektrolizera koszt zdominowany jest ceną prądu. W analizach zawsze należy podać założenia: cenę energii, godziny pracy, CAPEX, sprawność i okres rozliczeń.

Znaczenie dla biogazowni

1. Biogazownia może być dostawcą CO₂ dla metanizacji z wodorem.
2. Może być lokalnym odbiorcą wodoru (np. do wzmocnienia produkcji metanu).
3. Może produkować wodór z biometanu (reforming).
4. Musi pilnować, aby deklaracje „zielony wodór” i „biowodór” były zgodne z definicjami.

Uwaga na komunikację rynkową

W materiałach reklamowych bywa używane pojęcie „zielony wodór z biogazu”. Zanim je zastosujesz, sprawdź, czy chodzi o wodór z elektrolizy z prądem spełniającym wymagania dla RFNBO, czy o wodór z reformingu biometanu, który jest paliwem z biomasy. Dokładne określenie kategorii wpływa na to, czy produkt może być zaliczany do celów w przemyśle lub transporcie, jakie dokumenty są potrzebne i jakie wymagania co do redukcji emisji GHG trzeba spełnić.

Podsumowanie

Rozróżnienie między RFNBO a paliwami z biomasy jest istotne regulacyjnie i handlowo. Wodór z elektrolizy nie staje się biowodorem przez to, że prąd pochodzi z biogazu; jest to wodór z biomasy i podlega innym wymogom niż RFNBO.