Dziesięć lat temu Chiny wykorzystały niskie ceny, aby zdominować produkcję energii słonecznej, eliminując zachodnich konkurentów w momencie, gdy światowy popyt na panele zaczął gwałtownie rosnąć. Stany Zjednoczone i Europa są zdeterminowane, aby nie dopuścić do tego samego z wodorem.

Podczas gdy świat pędzi do dekarbonizacji, następna runda rywalizacji toczy się wokół urządzenia zwanego elektrolizerem. Podłącz je do czystej energii elektrycznej, takiej jak energia słoneczna, i możliwe jest wydobycie wodoru z wody bez wytwarzania jakichkolwiek emisji powodujących ocieplenie planety. To kluczowy krok w tworzeniu ekologicznego paliwa zdolnego do dekarbonizacji takich gałęzi przemysłu jak stal, cement czy transport.

Firmy na całym świecie już przyspieszają produkcję elektrolizerów, budowane są zielone elektrownie wodorowe, a branża w końcu dokonuje skoku od projektów pilotażowych do skali przemysłowej. BloombergNEF, grupa badawcza zajmująca się czystą energią, szacuje, że światowa produkcja elektrolizerów będzie musiała wzrosnąć 91 razy do 2030 r., aby zaspokoić popyt. Ale wielu zachodnich weteranów czystych technologii patrzy na pojawiającą się konkurencję z mdłym uczuciem déjà vu. Według BNEF ponad 40 procent wszystkich produkowanych obecnie elektrolizerów pochodzi z Chin.

Chińskie elektrolizery nie są tak wydajne jak te produkowane w USA i Europie, ale kosztują znacznie mniej – około jednej czwartej tego, co naliczają zachodnie firmy. Chińskie firmy zajmujące się elektrolizerami nadal w dużej mierze obsługują swój rynek krajowy, ale zaczynają rozszerzać sprzedaż za granicą.

„Słyszałem zbyt wielu urzędników państwowych, którzy mówili, że nie możemy powtórzyć doświadczenia z energią słoneczną” – powiedział Xiaoting Wang, analityk BNEF zajmujący się wodorem.

Prezydent Joe Biden pełnił funkcję wiceprezesa w kluczowych latach, kiedy Chiny przejęły prowadzenie w produkcji energii słonecznej. Teraz postrzega Chiny bardziej jako konkurenta niż dostawcę, a przywrócenie produkcji czystych technologii do Stanów Zjednoczonych uczynił filarem swojej polityki klimatycznej. Stany Zjednoczone są zdeterminowane, aby nie pozwolić Chinom kontrolować tego nowego boomu energetycznego, a ustawa Bidena o redukcji inflacji obsypuje pieniądze krajową produkcją wodoru.

„Rzeczywistość jest taka, że ​​Stany Zjednoczone zamierzają udzielić bardzo hojnych dotacji, aby zapewnić przetrwanie lokalnym dostawcom” – powiedział Wang.

Europa ma swoje własne powody, dla których chce mieć kawałek tego rodzącego się przemysłu.

Rosyjska inwazja na Ukrainę podniosła wartość paliwa produkowanego w Europie i zwiększyła ambicje kontynentu w zakresie wodoru. A jednak niektórzy zwolennicy wodoru twierdzą, że Unia Europejska nie podąża za nimi, co stawia ją w niekorzystnej sytuacji zarówno dla Stanów Zjednoczonych, jak i Chin. Związek wyznaczył cel w zakresie produkcji zielonego wodoru – 10 milionów ton rocznie do 2030 r. – ale jeszcze nie zdecydował, które metody zostaną zakwalifikowane jako „zielone”. Utrudnia to firmom zaangażowanie się w duże projekty produkcji wodoru, które napędzałyby zamówienia na elektrolizery.

„Obawiam się, że udziały w rynku elektrolizerów zostaną odebrane Europie i wysłane do innych regionów” – powiedział Jorgo Chatzimarkakis, dyrektor generalny brukselskiej grupy lobbystycznej Hydrogen Europe. „UE strzela sobie w głowę. Nie w stopę – w głowę”.

Tymczasem wielu analityków spodziewa się, że wydajność chińskich elektrolizerów ulegnie poprawie, osłabiając wszelką przewagę technologiczną, jaką mają obecnie firmy amerykańskie i europejskie. „Nie mam wątpliwości, że Chiny pracują nad lepszymi elektrolizerami” – powiedziała Bridget van Dorsten, starszy analityk wodoru w firmie badawczo-konsultingowej Wood Mackenzie. „Dzień, w którym Chiny postanowią, że nie będą już maruderami, będzie dniem, w którym przestaną być maruderami”.

A niektóre chińskie firmy mają przewagę. Tamtejsi producenci sprzętu chemicznego od lat produkują elektrolizery, instalując wielkoskalowe systemy elektrolizy wody dla różnych gałęzi przemysłu wytwórczego, takich jak produkcja polikrzemu do ogniw słonecznych.

Elektrolizery wykorzystują energię elektryczną do rozdzielania wody na wodór i tlen, a ich wersje są dostępne na rynku od lat dwudziestych XX wieku. Wiele krajów postrzega wodór jako najlepszy sposób na dekarbonizację branż, które nie mogą łatwo korzystać z energii elektrycznej. Jeśli moc elektrolizera pochodzi z elektrowni słonecznej, wiatrowej lub reaktora jądrowego, proces produkcji wodoru jest również bezemisyjny.

Urządzenia występują w kilku odmianach, z których każda ma swoje zalety i wady. Chińskie firmy produkują głównie „alkaliczne” elektrolizery, które mają niskie koszty początkowe, ale potrzebują więcej energii elektrycznej niż konkurencyjne technologie, aby wytworzyć każdy kilogram wodoru. Firmy amerykańskie i europejskie koncentrują się na elektrolizerach „stałego tlenku” i „membranie do wymiany protonów” (PEM), które mają wyższy koszt początkowy, ale potrzebują mniej energii elektrycznej – duży atut w miejscach, w których energia elektryczna jest droga.

Jednak chińscy producenci opracowują elektrolizery PEM i udoskonalają swoje produkty alkaliczne. I oczekują wzrostu na rynkach zagranicznych.

Longi Green Energy Technology Co., największy na świecie producent sprzętu słonecznego, z siedzibą w Xi’an, założył w marcu 2021 r. Rozwija PEM, ale przewiduje, że elektrolizery alkaliczne będą dominować w branży przez następne pięć lat, powiedział Wang Yingge, wiceprezes Longi Hydrogen. Powiedział, że w ciągu trzech lat firma spodziewa się, że rynki zagraniczne będą stanowić ponad połowę jej sprzedaży.

„Europa i Stany Zjednoczone mają najbardziej proaktywną politykę motywacyjną dla przemysłu wodorowego, podczas gdy Bliski Wschód i Afryka mają największą skalę i najbardziej ekonomiczną energię odnawialną” – powiedział Wang. „Projekty ekologicznego wodoru w tych regionach mają dobrą rentowność”.

Tymczasem państwowy PERIC otrzymał zamówienia w 2022 roku od siedmiu innych krajów, w tym Australii, USA i Korei, według BNEF. Shandong Saikesaisi Hydrogen Energy, jeden z nielicznych chińskich producentów specjalizujących się w PEM, uzyskuje obecnie około 10 do 15 procent swojej sprzedaży z zagranicy, powiedział Huang Fang, dyrektor projektu firmy. Ma na celu poprawę tego odsetka wśród popytu z Europy i Australii, powiedział Huang.

Chociaż elektrolizer jest tak samo niezbędny dla zielonego wodoru, jak ogniwo słoneczne dla energii słonecznej, istnieją kluczowe różnice.

Panele fotowoltaiczne są zasadniczo technologią gotową do użycia. Niezależnie od tego, czy są ustawione na dachu, czy zmontowane w gigantyczną pustynię, panele i podłączone do nich systemy nie różnią się tak bardzo. Inaczej jest w przypadku produkcji wodoru. Elektrolizery to tylko część instalacji produkującej wodór, której wielkość i konstrukcja będą podyktowane źródłem energii i potrzebami klientów. Plug Power Inc. buduje flotę zielonych zakładów produkcji wodoru w USA, a każdy z nich jest wyjątkowy, powiedział dyrektor generalny Andy Marsh.

„Fabryka w Teksasie różni się od fabryki w Nowym Jorku, która różni się od fabryki w Georgii” – powiedział. „Wszystko jest bardzo lokalne”. Firma Plug z siedzibą w Latham w stanie Nowy Jork również produkuje i sprzedaje elektrolizery PEM.

Wytwarzanie elektrolizerów na rynku, któremu mają służyć, ma zalety. Belgijska grupa John Cockerill założyła spółkę joint venture w Chinach – Cockerill Jingli Hydrogen – w celu produkcji elektrolizerów dla Chin, a nie dla innych krajów. Firma inwestuje również w dwie fabryki w Europie, a także potencjalnie w USA i Indiach.

Sprzęt jest złożony i ciężki, co wymaga znacznego dostosowania na miejscu dla każdego klienta, powiedział Raphaël Tilot, szef działu wodoru w firmie Cockerill. „Transport tego z Chin do innych części świata nie jest taki prosty” – powiedział. „Poziom pracy na miejscu, aby był zgodny z projektem klienta jest dość znaczący.”

Podczas gdy chiński przemysł fotowoltaiczny przez lata korzystał z hojnych dotacji od rządu centralnego, które pomogły producentom sprzętu zdominować globalny łańcuch dostaw, wodór musi jeszcze zobaczyć ten sam poziom wsparcia politycznego. Kraj przedstawił swój pierwszy państwowy plan rozwoju wodoru na początku zeszłego roku, ale powstrzymał się od ustanowienia jakiejkolwiek polityki wsparcia finansowego, takiej jak dotacje, miażdżąc nadzieje producentów sprzętu.

Tymczasem Roeland Baan, dyrektor generalny duńskiej firmy Topsoe A/S, powiedział, że amerykański system motywacyjny jest teraz łatwiejszy w obsłudze niż unijny. Jego firma rozwija 500-megawatową fabrykę do produkcji elektrolizerów tlenkowych, które działają w wysokich temperaturach i są bardziej wydajne niż alkaliczne lub PEM. „Zdecydowaliśmy się umieścić naszą fabrykę w Danii” – powiedział Baan. „Będziemy musieli zobaczyć drugą fabrykę. Z pewnością może to być w USA”