Wodór coraz częściej pojawia się w dyskusjach o transformacji energetycznej jako jedno z kluczowych rozwiązań na kolejne dekady. Wynika to z jego potencjału do stopniowego zastępowania paliw kopalnych w obszarach, gdzie dekarbonizacja jest dziś szczególnie trudna. Chodzi tu przede wszystkim o zielony wodór – czyli wodór odnawialny wyprodukowany energią z OZE. Pierwiastek ten jest postrzegany jako niezbędny nośnik energii i alternatywne paliwo przyszłości.  

Jego znaczenie wiąże się z unikalnymi właściwościami chemicznymi oraz potencjałem w osiąganiu celów zerowej emisji netto – kiedy wodór się spala, jedynym produktem ubocznym jest woda (lub para wodna).  

Rosnące wsparcie regulacyjne i inwestycyjne dla technologii wodorowych pokazuje, że rewolucja wodorowa już się rozpoczęła, choć wciąż stoi przed wyzwaniami związanymi ze skalą, kosztami i infrastrukturą. W artykule omówimy wodór i zielony wodór z różnych stron, z naciskiem na jego potencjał jako paliwa.  

 

Skąd bierze się wodór? 

Wodór jest najlżejszym i najobficiej występującym pierwiastkiem we wszechświecie. Na Ziemi jednak rzadko występuje w czystej postaci. Najczęściej pojawia się w połączeniu z tlenem, dając wodę (H2o), która pokrywa aż 70% powierzchni Ziemi.  

Dlatego aby uzyskać czysty wodór do wykorzystania jako paliwo, należy go wytworzyć, rozszczepiając cząsteczki innych związków, A to wymaga nakładu energii. Najczęściej stosowanymi metodami produkcji są reforming parowy gazu ziemnego (szary wodór) lub elektroliza wody (zielony wodór), w której za pomocą energii elektrycznej rozszczepiane są cząsteczki wody.  

Kolory wodoru to umowne kolory przypisywane technologii, którą się go pozyskuje.  

Pierwsza metoda dominuje w polskiej produkcji wodoru (stanowiąc 90% rocznej produkcji) – ale w kolejnych latach będziemy starać się od niej odejść na rzecz produkcji zielonego elektrolitycznego wodoru – wodoru nieemisyjnego i odnawialnego. Reforming parowy metanu, który jest głównym składnikiem gazu ziemnego, niesie za sobą około 9-10kg emisji CO2 na każdy wyprodukowany kilogram wodoru.  

 

Ślad węglowy w produkcji wodoru metodą elektrolizy jest ściśle powiązany ze śladem węglowym energii, która zasila ten proces. Dlatego najlepszym dla środowiska rozwiązaniem jest zasilanie procesu elektrolizy energią z OZE.  

 

Wysoka wartość opałowa wodoru 

Wodór charakteryzuje się bardzo wysoką wartością opałową, co oznacza wysoką gęstość energii w przeliczeniu na masę. Z tego powodu jest postrzegany jako paliwo o wysokiej zawartości energetycznej.  

Jak podaje Vademecum wodorowe SES Hydrogen, wartość opałowa wodoru w przeliczeniu na masę jest ponad dwukrotnie lub nawet trzykrotnie większa niż w przypadku paliw węglowodorowych, takich jak metan czy benzyna.  

 

📌 Wartość opałowa (LHV – Lower Heating Value): wynosi około 120 MJ/kg. Dla porównania, węgiel kamienny ma wartość 25 MJ/kg, a benzyna 47 MJ/kg.  📌 Wartość w jednostkach kWh: wodór dostarcza 33,3 kWh/kg. Dla porównania, ropa naftowa dostarcza 11,6 kWh/kg, a metan 13,9 kWh/kg.  

 

Potencjał ten jednak nie pozostaje bez wyzwań. Pomimo wysokiej gęstości energii w przeliczeniu na masę, wodór w stanie gazowym charakteryzuje się niską gęstością energii na jednostkę objętości. I to właśnie niska gęstość objętościowa sprawia, że transport i magazynowanie wodoru jest bardziej kosztowne i skomplikowane niż w przypadku gazów kopalnych, ponieważ wymaga skraplania lub sprężania, aby osiągnąć większą gęstość energetyczną.  

Mimo imponujących właściwości, te wyzwania logistyczne przekładają się bezpośrednio na koszty i sprawność całego systemu. Wysokie nakłady na specjalistyczną infrastrukturę magazynową oraz energochłonne procesy sprężania lub skraplania sprawiają, że zielony wodór jest obecnie znacznie droższy od swoich „szarych” odpowiedników. Dodatkowo, łańcuch dostaw – od elektrolizy przez sprężanie po transport – wiąże się z kumulującymi się stratami energii, które mogą sięgać nawet 30-35%. To właśnie te bariery techniczno-ekonomiczne stanowią dziś kluczowe wyzwanie do pokonania, aby potencjał wodoru jako paliwa przyszłości mógł zostać w pełni urzeczywistniony w skali przemysłowej. 

 

Wodorowe ogniwa paliwowe – jak działają? 

Ogniwa paliwowe w technologiach wodorowych są elektrochemicznymi urządzeniami służącymi do bezpośredniej konwersji energii chemicznej zawartej w wodorze na energię elektryczną. Odgrywają one istotną rolę w systemach magazynowania i ponownego wykorzystania energii, szczególnie w rozwiązaniach opartych na integracji OZE. 

W zintegrowanych systemach typu Power-to-Gas-to-Power (więcej piszemy w tym tekście) wodór wytwarzany w procesie elektrolizy jest najpierw magazynowany, a następnie – w momentach zwiększonego zapotrzebowania – przekształcany z powrotem w energię elektryczną w ogniwie paliwowym. Proces ten przebiega bezemisyjnie, a jego jedynymi produktami ubocznymi są woda oraz tlen. 

Dla niezawodnej i bezpiecznej pracy ogniw kluczowa jest wysoka jakość paliwa. Zielony wodór produkowany w procesie elektrolizy osiąga czystość na poziomie nawet 99,97%, co umożliwia jego bezpośrednie wykorzystanie w układach napędowych. Wodór pozyskiwany metodami reformingu wymaga natomiast dodatkowych, kosztownych etapów oczyszczania ze względu na konieczność uniknięcia możliwości tzw. „zatrucia katalizatorów”. 

Rozwiązania oparte na ogniwach paliwowych znajdują zastosowanie zarówno w systemach zasilania awaryjnego budynków i instalacji przemysłowych, jak i w sektorze transportu. W tym ostatnim przypadku o konkurencyjności technologii wodorowych w dużej mierze decydują koszty samych ogniw paliwowych oraz infrastruktury magazynowania wodoru. 

Znaczenie tej technologii potwierdzają także dane Polskiego Instytutu Ekonomicznego, według których w 2022 roku publiczne nakłady na badania związane z technologiami wodorowymi i ogniwami paliwowymi w Polsce wyniosły 22,3 mln zł. 

 

Zielony transport 

Zielony wodór znajduje swoją ważną niszę w dekarbonizacji transportu ciężkiego i dalekiego zasięgu. Dla ciężarówek, autobusów miejskich czy żeglugi, gdzie duża waga i długi czas ładowania baterii są ograniczeniami, wodór oferuje niezbędne rozwiązanie: szybkie tankowanie (w kilka minut) i zasięg porównywalny z pojazdami konwencjonalnymi, przy zerowej emisji z rury wydechowej.  

Aby potencjał wodoru w transporcie mógł się urzeczywistnić, niezbędna jest równoległa rozbudowa infrastruktury tankowania (Hydrogen Refueling Station – HRS). Unijne rozporządzenie AFIR (Alternative Fuels Infrastructure Regulation) wymusza jej rozwój, nakazując budowę stacji co 200 km na głównych korytarzach TEN-T (Transeuropejska Sieć Transportowa z ang. Trans-European Transport Network) do 2030 roku. Wyzwaniem pozostaje synchronizacja podaży zielonego wodoru, popytu ze strony flot pojazdów oraz budowy niezawodnych i ekonomicznie opłacalnych stacji. 

Transformację napędzają ambitne regulacje, takie jak pakiet „Fit for 55”, który poprzez zaostrzanie norm emisji CO₂ i wprowadzanie obowiązkowych udziałów paliw odnawialnych stwarza obligatoryjny rynek dla wodoru. Ostatecznym czynnikiem decydującym o tempie adopcji będzie jednak ekonomia. Spodziewany spadek kosztów produkcji zielonego wodoru oraz efekt skali w produkcji ogniw paliwowych i pojazdów mają do 2030 roku znacząco poprawić konkurencyjność tej technologii, szczególnie w segmencie transportu towarowego. 

 

Zielony wodór jako klucz do zeroemisyjnej przyszłości 

W Unii Europejskiej zielony wodór obecnie jawi się jako kluczowy filar transformacji energetycznej, o fundamentalnym znaczeniu dla realizacji Europejskiego Zielonego Ładu oraz w dążeniu do neutralności klimatycznej do 2050 roku. W przeciwieństwie do innych „kolorów”, jedynie zielony wodór jest w pełni kompatybilny z celami zerowej emisji netto i zrównoważonym wykorzystaniem energii.  

Jak czytamy w raporcie Global Hydrogen Review, obecnie produkcja wodoru zielonego pozostaje w fazie rozwoju i jest marginalna, stanowiąc mniej niż 1% globalnej podaży.  

Wprawdzie obecnie produkcja zielonego wodoru jest droższa niż wodoru szarego, ale przewiduje się, że spadek kosztów energii z OZE oraz obniżenie kosztów elektrolizerów dzięki innowacjom i efektowi skali sprawi, że koszty produkcji zielonego wodoru spadną poniżej 2 USD/kg przed 2030 rokiem.  

To biznesowo czyni go konkurencyjnym w stosunku do paliw kopalnych. Z dalszą dekarbonizacją sieci elektroenergetycznej i przyroście mocy OZE będzie iść wytwarzanie taniego i bezemisyjnego wodoru. Jedną z dróg, którą już dzisiaj obierają przedsiębiorstwa, jest wytwarzanie wodoru na własny przemysłowy użytek czy na użytek transportu wodorowego.  

 

📌 Zielony wodór jest jedynym rodzajem wodoru, który jest w pełni kompatybilny z celem zerowej emisji netto i zrównoważonym wykorzystaniem energii. W procesie jego produkcji, konwersji i spalania nie powstają emisje CO₂ ani zanieczyszczenia powietrza, a jedynym produktem ubocznym jest woda lub para wodna. Jego zastosowanie rewolucjonizuje branże, które tradycyjnie opierały się na paliwach kopalnych.  

 

 Zielony wodór jawi się jako niezbędny do dekarbonizacji tzw. sektorów trudnych do ograniczenia emisji (hard-to-abate), w których elektryfikacja za pomocą innych metod (np. baterii) jest trudna lub nieopłacalna. To między innymi produkcja stali i cementu, transport długodystansowy czy przemysł chemiczny i rafineryjny. Czyli procesy od lat wysoce emisyjne. Czy to właśnie tam zobaczymy pożądane zmiany? 

Jak pokazują dane Fundacji Instrat, w opublikowanym w zaktualizowanej w listopadzie 2025 Bazie emisji przemysłowych, tempo redukcji emisji w Polsce pozostaje silnie zróżnicowane między sektorami. W ciągu ostatnich pięciu lat sektor energetyczny ograniczył emisje CO₂ o 24 proc., podczas gdy przemysł jedynie o 6 proc. Eksperci Instratu zwracają uwagę, że spadek emisji w przemyśle wynikał w dużej mierze z kryzysu energetycznego i czasowego ograniczenia produkcji, a nie z wdrażania trwałych, niskoemisyjnych technologii. 

W Electrum wiemy, że Orlen inwestuje w niskoemisyjny wodór. Jesteśmy generalnym wykonawcą elektrolizera 5 MW w Rafinerii Gdańskiej, należącej do Grupy Orlen i uważamy, że to naprawdę ważny krok w kierunku dekarbonizacji przemysłu. To pierwsza w regionie przemysłowa instalacja elektrolizy alkalicznej o mocy 5 MW, która będzie produkować wysokiej czystości zielony wodór na potrzeby transportu. To konkretny krok od teorii do praktyki – pokazujący, że pomimo wyzwań, integracja czystego wodoru z istniejącą infrastrukturą przemysłową jest już dziś możliwa. 

 

Zielony wodór jako narzędzie transformacji, bezpieczeństwa i wzrostu gospodarczego 

Wiele osób powie, że wodór jest niesamowitym pierwiastkiem. Na pewno jest pierwiastkiem uniwersalnym: pełniącym rolę surowca, paliwa, nośnika i magazynu energii. Może też służyć do długoterminowego (sezonowego / z ang. seasonal storage) magazynowania nadwyżki energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł OZE. Może być z powrotem wykorzystany w okresach, gdy produkcja OZE jest niska. A to zwiększa elastyczność systemu i wspiera dalsze wdrażanie odnawialnych źródeł.  

Przejście na zielony wodór pozwala zredukować zależność od importu paliw kopalnych (ropy naftowej, gazu ziemnego i węgla) i dywersyfikować surowce energetyczne. W kontekście europejskim, cel rozwoju zielonego wodoru został dodatkowo przyspieszony przez kryzys energetyczny wywołany inwazją Rosji na Ukrainę, ponieważ transformacja z gazu ziemnego na wodór jest postrzegana jako droga do eliminacji zależności od rosyjskiego gazu ziemnego i wzmocnienia bezpieczeństwa energetycznego.  

 

📌 Inwestycje w zielony wodór mogą stanowić siłę napędową rozwoju przemysłowego i technologicznego, które wiążą się ze wzrostem gospodarczym i tworzeniem nowych miejsc pracy. Kraje, które wcześnie zainwestują w technologie wodorowe, zyskują przewagę konkurencyjną – szansę na liderowanie technologiczne i zajęcie pozycji w powstających łańcuchach wartości. Last but not least, przewiduje się, że przemysł wodorowy może wygenerować ponad 1 milion nowych miejsc pracy w UE.  

 

Zielony wodór w Polsce – Doliny wodorowe  

Doliny wodorowe (zwane również klastrami wodorowymi) stanowią regionalne ekosystemy technologiczne mające kluczowe znaczenie dla rozwoju gospodarki opartej na wodorze i dla transformacji energetycznej na poziomie lokalnym.  

Projektuje się je jako zintegrowane łańcuchy wartości wodoru, które łączą produkcję, magazynowanie, transport i zastosowanie końcowe w określonym obszarze geograficznym. 

Ich podstawowym zadaniem, szczególnie na wczesnym etapie rozwoju rynku, jest skupienie popytu i dopasowanie go do podaży lokalnie. W początkowej fazie rozwoju, to m.in. zastosowanie wodoru w transporcie i mobilności stanowi jeden z istotnych obszarów docelowych dla dolin wodorowych. Taka koncentracja jest niezbędna, ponieważ minimalizuje potrzebę budowy kosztownej i rozległej infrastruktury przesyłowej (rurociągów) we wczesnej fazie komercjalizacji.  

Doliny wodorowe mają wiele zalet. Ale przede wszystkim umożliwiają sprawiedliwą transformację regionów, zwłaszcza tych historycznie zależnych od węgla. W Polskiej Strategii Wodorowej założono utworzenie do 2030 roku co najmniej pięciu nowych dolin wodorowych. W 2025 roku funkcjonuje ich już jedenaście.  

 

📌Przykładem doliny wodorowej jest Wielkopolska Dolina Wodorowa, która planuje osiągnąć produkcję na poziomie 40 tys. ton wodoru rocznie i zainstalować 250 MW elektrolizerów do 2030 roku.  

 

To świetne rozwiązanie, biorąc pod uwagę to, jakie wyzwania stoją przed budową infrastruktury przesyłowej.  

 

Infrastruktura i logistyka gospodarki wodorowej 

 

📌 Infrastruktura i logistyka gospodarki wodorowej stanowią obecnie jedne z największych wyzwań dla rozwoju tego sektora, ponieważ wodór wymaga dedykowanych i kosztownych rozwiązań, które dopiero wchodzą w fazę komercyjną i inwestycyjną (Global Hydrogen Review 2024, IEA).  

 

Wodór może być magazynowany i transportowany w kilku formach, z których każda wiąże się z innymi wyzwaniami technicznymi i ekonomicznymi.  

Najbardziej efektywną i ekonomicznie uzasadnioną metodą dla długoterminowego, wielkoskalowego magazynowania jest geologiczne magazynowanie wodoru poprzez wykorzystanie kawern solnych (pustych przestrzeni w skałach, powstałych w wyniku procesów naturalnych).  

Kawerny solne charakteryzują się bardzo dużą pojemnością, wysoką elastycznością pracy (szybkie przejście z zatłaczania na odbiór) i szczelnością skał solnych. 

Dobrą wiadomością jest to, że Polska posiada korzystne warunki geologiczne dla budowy magazynów w kawernach solnych. Raport Zielony wodór z OZE wskazuje na badania, które mówią, że pojedyncza kawerna może zmagazynować około 82,5 GWh energii w postaci wodoru.  

Jednak i tutaj nie brakuje wyzwań. Ogólnie, planowane globalne zdolności magazynowania podziemnego (10 TWh do 2035 r.) znacząco ustępują prognozowanym potrzebom (ponad 230 TWh do 2035 r. w scenariuszu zerowych emisji).   

To właśnie ta luka między ogromnym potencjałem magazynowania a obecnymi, niewystarczającymi planami inwestycyjnymi stanowi pilne wyzwanie. Pokazuje ona, że sukces gospodarki wodorowej zależy nie tylko od technologii produkcji, ale w równym stopniu od strategicznego, długoterminowego rozwoju jej „krwioobiegu” – czyli sieci magazynów, rurociągów i stacji ładowania. 

 

Podsumowanie 

Przejście na gospodarkę wodorową to proces złożony i wielowymiarowy, który wymaga równoległego rozwoju całego ekosystemu – od produkcji zielonego wodoru i zaawansowanych technologii ogniw paliwowych, przez dekarbonizację przemysłu, po budowę skomplikowanej infrastruktury logistycznej i magazynowej.

 

Tak, wodór to paliwo przyszłości! 

  • Wodór to paliwo doskonałe, ponieważ jest określany jako bezemisyjne.  
  • Podczas spalania lub utleniania w ogniwach paliwowych praktycznie jedynym produktem jest woda lub para wodna. 
  • Wodór charakteryzuje się najwyższą wartością opałową (ciepłem spalania) na jednostkę masy, posiadając trzykrotnie większą gęstość energii na masę niż metan lub benzyna.  
  • Dzięki tym właściwościom zielony wodór jest jedynym typem wodoru w pełni kompatybilnym z celami zerowej emisji netto.  
  • Ma kluczowe znaczenie dla dekarbonizacji procesów przemysłowych oraz sektorów, w których ograniczenie emisji jest szczególnie trudne, takich jak transport dalekobieżny czy rafinacja ropy.  
  • Wykorzystanie ogniwa paliwowego do zasilania silnika elektrycznego jest 2–3 razy bardziej wydajne niż użycie silnika spalinowego.  

 

Niemniej jednak, zastosowanie tego paliwa jest technicznie skomplikowane i kosztowne, ponieważ w stanie gazowym wodór ma niezwykle niską wolumetryczną gęstość energii, co czyni jego magazynowanie i transport bardziej złożonym i kosztownym w porównaniu do paliw kopalnych. 

Choć wyzwania techniczne, ekonomiczne i logistyczne są znaczące, to dynamiczne postępy w innowacjach, silne wsparcie regulacyjne oraz konkretne, pionierskie inwestycje – jak budowany przez Electrum elektrolizer w Rafinerii Gdańskiej – jasno pokazują, że ta transformacja już się dzieje. Bierzemy w niej udział i trzymamy za nią kciuki.  

 

Źródła:  

  • IRENA (International Renewable Energy Agency). Analysis of the potential for green hydrogen and related commodities trade (2025) 
  • Związek Miast Polskich, Ekonomiczne oraz ekologiczne aspekty zielonego wodoru – część 1 (2025) 
  • IEA (International Energy Agency). Global Hydrogen Review 2024. 
  • Polski Instytut Ekonomiczny, Wyścig po wodór. Państwa i ich strategie wodorowe (2023) 
  • SES Hydrogen S.A. Vademecum wodorowe, czyli to, co już dziś musisz wiedzieć o paliwie jutra (2023) 
  • Dolnośląski Instytut Studiów Energetycznych, Polskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej, Zielony wodór z OZE w Polsce (2021) 
  • IRENA (International Renewable Energy Agency). Making the breakthrough: Green hydrogen policies and technology costs (2021)