Rewolucja ogniw paliwowych: Jak energia wodorowa zmienia transport, energetykę i technologię w 2025 roku

Ogniwa paliwowe wyszły z laboratoriów na centralną scenę rewolucji czystej energii. W 2025 roku energia zasilana wodorem zyskuje bezprecedensowe tempo we wszystkich branżach. Urządzenia te wytwarzają energię elektryczną elektrochemicznie – często wykorzystując wodór – bez emisji spalin (jedynie para wodna) i z wysoką wydajnością. Wszystkie główne gospodarki postrzegają obecnie ogniwa paliwowe jako kluczowe dla dekarbonizacji sektorów, do których baterie i energia z sieci mają ograniczony dostęp. Rządy wdrażają strategie wodorowe, firmy inwestują miliardy w badania i rozwój oraz infrastrukturę, a pojazdy i systemy z ogniwami paliwowymi pojawiają się na rynku w coraz większej liczbie. Niniejszy raport przedstawia dogłębny przegląd obecnego krajobrazu ogniw paliwowych, obejmując główne typy ogniw paliwowych oraz ich zastosowania w transporcie, stacjonarnej produkcji energii i urządzeniach przenośnych. Przeglądamy najnowsze innowacje technologiczne, które poprawiają wydajność i obniżają koszty, oceniamy wpływ na środowisko oraz opłacalność ekonomiczną ogniw paliwowych, a także analizujemy najnowsze trendy rynkowe, polityki i rozwój branży na całym świecie. Uwzględniono perspektywy naukowców, inżynierów i liderów branży, aby podkreślić zarówno entuzjazm, jak i wyzwania na drodze do przyszłości.

Ogniwa paliwowe nie są nowym pomysłem – wczesne jednostki alkaliczne zasilały statki kosmiczne Apollo – ale teraz wreszcie są gotowe do powszechnego wdrożenia. Jak zauważyła dr Sunita Satyapal, wieloletnia dyrektor programu wodorowego Departamentu Energii USA, w wywiadzie z 2025 roku: badania i rozwój wspierane przez rząd umożliwiły ponad „1000 amerykańskich patentów… w tym katalizatory, membrany i elektrolizery” oraz doprowadziły do wymiernych sukcesów, takich jak „około 70 000 komercyjnych wózków widłowych z ogniwami paliwowymi na wodór działających w dużych firmach, takich jak Amazon i Walmart”, co dowodzi, że ukierunkowane finansowanie „może sprzyjać przełomom rynkowym.” innovationnewsnetwork.com Dzisiejsze ogniwa paliwowe są bardziej wydajne, trwałe i przystępne cenowo niż kiedykolwiek wcześniej, jednak wciąż istnieją przeszkody. Koszty, infrastruktura wodorowa i trwałość pozostają „jednym z największych wyzwań” według Satyapal innovationnewsnetwork.com, a sceptycy zauważają, że postęp czasami nie nadążał za szumem medialnym. Niemniej jednak, dzięki silnemu wsparciu i innowacjom, branża ogniw paliwowych doświadcza znaczącego wzrostu i optymizmu, torując drogę do przyszłości opartej na wodorze. Jak powiedział główny inżynier ds. wodoru Toyoty, „To nie była łatwa droga, ale to właściwa droga.” pressroom.toyota.com

(W poniższych sekcjach przyjrzymy się wszystkim aspektom rewolucji ogniw paliwowych, z najnowszymi danymi i cytatami ekspertów z całego świata.)

Główne typy ogniw paliwowych

Ogniwa paliwowe występują w kilku typach, z których każdy ma unikalne elektrolity, temperatury pracy i najlepiej dopasowane zastosowania energy.gov. Główne kategorie obejmują:

• Protonowe ogniwa paliwowe z membraną wymiany protonowej (PEMFC) – Nazywane także ogniwami paliwowymi z polimerową membraną elektrolitową, PEMFC wykorzystują stałą polimerową membranę jako elektrolit oraz katalizator na bazie platyny. Pracują w stosunkowo niskich temperaturach (~80°C), co umożliwia szybki rozruch i wysoką gęstość mocy energy.gov. Ogniwa PEM wymagają czystego wodoru (i tlenu z powietrza) i są wrażliwe na zanieczyszczenia, takie jak tlenek węgla energy.gov. Ich kompaktowa, lekka konstrukcja sprawia, że są idealne do pojazdów – w rzeczywistości PEMFC napędzają większość dzisiejszych samochodów, autobusów i ciężarówek na wodór energy.gov. Producenci samochodów od dziesięcioleci udoskonalają technologię PEM, zmniejszając ilość platyny i zwiększając trwałość.
• Stałotlenkowe ogniwa paliwowe (SOFC) – SOFC wykorzystują twardy ceramiczny elektrolit i pracują w bardzo wysokich temperaturach (600–1 000°C) energy.gov. Pozwala to na wewnętrzną reforming paliw – mogą pracować na wodorze, biogazie, gazie ziemnym, a nawet tlenku węgla, przekształcając te paliwa w wodór wewnętrznie energy.gov. SOFC mogą osiągać ~60% sprawności elektrycznej (i >85% w trybie kogeneracji) energy.gov. Nie wymagają katalizatorów z metali szlachetnych ze względu na wysoką temperaturę pracy energy.gov. Jednak ekstremalne ciepło oznacza powolny rozruch i wyzwania materiałowe (stres termiczny i korozja) energy.gov. SOFC są wykorzystywane głównie w zasilaniu stacjonarnym (od jednostek 1 kW do wielomegawatowych elektrowni), gdzie ich elastyczność paliwowa i sprawność są ogromnymi atutami. Firmy takie jak Bloom Energy wdrożyły systemy SOFC dla centrów danych i przedsiębiorstw użyteczności publicznej, a w Japonii dziesiątki tysięcy małych SOFC pracuje w domach w trybie kogeneracji.
• Ogniwa paliwowe z kwasem fosforowym (PAFC) – PAFC wykorzystują ciekły kwas fosforowy jako elektrolit i zazwyczaj platynowy katalizator. Są to starsze, „pierwszej generacji” technologie ogniw paliwowych, które jako pierwsze znalazły komercyjne zastosowanie stacjonarne energy.gov. PAFC pracują w temperaturze około 150–200°C i są bardziej odporne na zanieczyszczony wodór (np. uzyskiwany z reformingu gazu ziemnego) niż PEMFC energy.gov. Były stosowane w aplikacjach stacjonarnych, takich jak generatory na miejscu dla szpitali i biurowców, a nawet w niektórych wczesnych testach autobusów energy.gov. PAFC mogą osiągać około 40% sprawności elektrycznej (do 85% w kogeneracji) energy.gov. Wady to duże rozmiary, ciężka waga i wysokie zużycie platyny, co czyni je kosztownymi energy.gov. Obecnie PAFC są nadal produkowane przez firmy takie jak Doosan do zasilania stacjonarnego, choć konkurują z nowszymi typami.
• Ogniwa paliwowe alkaliczne (AFC) – Jedne z pierwszych opracowanych ogniw paliwowych (używane przez NASA w latach 60.), AFC wykorzystują alkaliczny elektrolit, taki jak wodorotlenek potasu. Charakteryzują się wysoką wydajnością i sprawnością (ponad 60% w zastosowaniach kosmicznych) energy.gov. Jednak tradycyjne AFC z ciekłym elektrolitem są niezwykle wrażliwe na dwutlenek węgla – nawet CO₂ z powietrza może pogarszać ich wydajność poprzez tworzenie węglanów energy.gov. Historycznie ograniczało to AFC do zamkniętych środowisk (np. statków kosmicznych) lub wymagało oczyszczonego tlenu. Nowoczesne rozwiązania obejmują alkaliczne ogniwa paliwowe z membraną (AMFC), które wykorzystują polimerową membranę, zmniejszając wrażliwość na CO₂ energy.gov. AFC mogą wykorzystywać katalizatory niebędące metalami szlachetnymi, co potencjalnie obniża koszty. Firmy ponownie przyglądają się technologii alkalicznej do określonych zastosowań (na przykład brytyjska AFC Energy wdraża systemy alkaliczne do zasilania poza siecią i ładowania pojazdów elektrycznych). Wyzwania pozostają w zakresie tolerancji na CO₂, trwałości membran i krótszej żywotności w porównaniu do PEM energy.gov. AFC obecnie znajdują niszowe zastosowania, ale trwające badania i rozwój mogą uczynić je opłacalnymi w zakresie małych i średnich mocy (od watów do kilowatów).
• Stopione węglanowe ogniwa paliwowe (MCFC) – MCFC to wysokotemperaturowe ogniwa paliwowe (pracujące w ok. 650°C), które wykorzystują elektrolit z roztopionych soli węglanowych zawieszony w matrycy ceramicznej energy.gov. Są przeznaczone do dużych, stacjonarnych elektrowni zasilanych gazem ziemnym lub biogazem – na przykład do wytwarzania energii dla sieci energetycznych lub kogeneracji przemysłowej. MCFC mogą wykorzystywać katalizatory niklowe (bez platyny) i przeprowadzać wewnętrzną reformingę węglowodorów do wodoru w temperaturze pracy energy.gov. Oznacza to, że systemy MCFC mogą być bezpośrednio zasilane paliwami takimi jak gaz ziemny, generując wodór na miejscu i tym samym upraszczając system (nie jest potrzebny zewnętrzny reformer) energy.gov. Ich sprawność elektryczna może sięgać 60–65%, a przy wykorzystaniu ciepła odpadowego może przekraczać 85% energy.gov. Największą wadą jest trwałość: gorący, korozyjny elektrolit węglanowy i wysoka temperatura przyspieszają degradację komponentów, ograniczając żywotność do około 5 lat (~40 000 godzin) w obecnych konstrukcjach energy.gov. Naukowcy poszukują bardziej odpornych na korozję materiałów i rozwiązań konstrukcyjnych, aby wydłużyć żywotność. MCFC zostały wdrożone na skalę setek megawatów w Korei Południowej (jeden z światowych liderów w dziedzinie stacjonarnych ogniw paliwowych, z ponad 1 GW zainstalowanej mocy ogniw paliwowych na połowę lat 2020.) fuelcellsworks.com. W USA firmy takie jak FuelCell Energy oferują elektrownie MCFC dla sieci energetycznych i dużych obiektów, często we współpracy z dostawcami gazu ziemnego.
• Bezpośrednie ogniwa paliwowe na metanol (DMFC) – Podgrupa technologii ogniw paliwowych PEM, DMFC utleniają ciekły metanol (zwykle zmieszany z wodą) bezpośrednio na anodzie ogniwa paliwowego energy.gov. Wytwarzają CO₂ jako produkt uboczny (ponieważ metanol zawiera węgiel), ale oferują wygodne ciekłe paliwo, które jest łatwiejsze w obsłudze niż wodór. Gęstość energii metanolu jest wyższa niż sprężonego wodoru (choć niższa niż benzyny) i może wykorzystywać istniejącą logistykę paliwową energy.gov. DMFC to zazwyczaj jednostki niskiej mocy (od kilkudziesięciu watów do kilku kW) stosowane w zastosowaniach przenośnych i zdalnych: na przykład ładowarki akumulatorów poza siecią, wojskowe przenośne źródła zasilania lub małe urządzenia mobilne. W przeciwieństwie do wodorowych PEMFC, DMFC nie wymagają zbiorników wysokociśnieniowych – paliwo można przenosić w lekkich butelkach. Jednak systemy DMFC mają niższą sprawność i gęstość mocy, a katalizator może być zatruwany przez pośrednie produkty reakcji. Nadal też wykorzystują katalizatory z metali szlachetnych. DMFC wzbudziły zainteresowanie w elektronice konsumenckiej w latach 2000. (prototypowe telefony i laptopy z ogniwami paliwowymi), ale nowoczesne baterie litowe w dużej mierze je wyparły w tej dziedzinie. Obecnie DMFC i podobne przenośne ogniwa paliwowe są używane tam, gdzie potrzebne jest długotrwałe zasilanie poza siecią bez konieczności korzystania z ciężkich akumulatorów lub generatorów – np. przez wojsko i w zdalnych czujnikach środowiskowych. Rynek DMFC pozostaje stosunkowo niewielki (setki milionów USD na świecie imarcgroup.com), ale stale czynione są postępy w celu poprawy wydajności i trwałości ogniw paliwowych na metanol techxplore.com.

Każdy typ ogniwa paliwowego ma zalety dostosowane do określonych zastosowań – od silników samochodowych o szybkim rozruchu (PEMFC) po elektrownie o mocy megawatów (MCFC i SOFC). Tabela 1 poniżej podsumowuje kluczowe cechy i typowe zastosowania:

(Tabela 1: Porównanie głównych typów ogniw paliwowych – PEMFC, SOFC, PAFC, AFC, MCFC, DMFC) energy.gov

Typ ogniwa paliwowego	Elektrolit i temp.	Kluczowe zastosowania	Zalety	Wady
PEMFC	Polimerowa membrana; ~80°C	Pojazdy (samochody, autobusy, wózki widłowe); niektóre zastosowania stacjonarne i przenośne	Wysoka gęstość mocy; szybki start; kompaktowe energy.gov	Wymaga czystego H₂ i katalizatora platynowego; wrażliwe na zanieczyszczenia energy.gov.
SOFC	Tlenek ceramiczny; 600–1000°C	Energia stacjonarna (mikro-CHP, duże elektrownie); potencjał dla statków, przedłużaczy zasięgu	Elastyczność paliwowa (może używać gazu ziemnego, biogazu); bardzo wydajne (60%+); nie wymaga metali szlachetnych energy.gov.	Powolny rozruch; wyzwania materiałowe przy wysokiej temp.; wymaga izolacji i zarządzania cyklami termicznymi energy.gov.
PAFC	Ciekły kwas fosforowy; ~200°C	Stacjonarne jednostki CHP (klasa 200 kW); wczesne demonstracje autobusów	Dojrzała technologia; tolerancja na paliwo reformowane (obecność CO) energy.gov; dobra wydajność CHP (85% z wykorzystaniem ciepła).	Duże i ciężkie; wysokie zużycie platyny (kosztowne) energy.gov; ~40% sprawności elektrycznej; stopniowy spadek użycia.
AFC	Zasadowe (KOH lub membrana); ~70°C	Zastosowania kosmiczne; niszowe systemy przenośne i awaryjne	Wysoka sprawność i wydajność (w środowiskach bez CO₂) energy.gov; możliwość użycia katalizatorów niebędących metalami szlachetnymi.	Nietolerancja CO₂ (z wyjątkiem ulepszonych wersji AMFC) energy.gov; tradycyjne konstrukcje wymagają czystego O₂; nowe typy membran wciąż poprawiają trwałość energy.gov.
MCFC	Stopiony węglan; ~650°C	Elektrownie na skalę przemysłową; przemysłowe CHP (setki kW do wielu MW)	Elastyczność paliwowa (wewnętrzna reformacja CH₄); wysoka sprawność (~65% elektryczna) energy.gov; używa tanich katalizatorów (nikiel).	Krótka żywotność (~5 lat) z powodu korozji <a href=”https://www.energy.gov/eere/fuelcells/types-fuel-cells#:~:text=itself%20by%20a%20process%20called,reformingenergy.gov; bardzo wysoka temperatura pracy; tylko do dużych, stacjonarnych zastosowań (nie nadaje się do pojazdów).
DMFC	Polimerowa membrana (zasilana metanolem); ~60–120°C	Przenośne generatory; zastąpienie baterii wojskowych; małe urządzenia mobilne	Używa ciekłego paliwa metanolowego (łatwy transport, wysoka gęstość energii w porównaniu do H₂) energy.gov; proste tankowanie.	Niższa moc i sprawność; emituje trochę CO₂; problem przenikania metanolu i zatruwania katalizatora.

(Uwaga: Istnieją także inne wyspecjalizowane typy ogniw paliwowych, takie jak Regeneracyjne/ Odwracalne Ogniwa Paliwowe, które mogą działać w trybie odwrotnym jako elektrolizery, czy Mikrobiologiczne Ogniwa Paliwowe, które wykorzystują bakterie do generowania energii, ale są one poza zakresem tego raportu. Skupiamy się na głównych kategoriach komercyjnych/badawczych wymienionych powyżej.)

Ogniwa paliwowe w transporcie

Być może najbardziej widocznym zastosowaniem ogniw paliwowych jest transport. Wodorowe pojazdy elektryczne z ogniwami paliwowymi (FCEV) uzupełniają bateryjne pojazdy elektryczne, oferując szybkie tankowanie i długi zasięg jazdy przy zerowej emisji z rury wydechowej. W 2025 roku autobusy, ciężarówki, samochody, a nawet pociągi z ogniwami paliwowymi są wdrażane w coraz większej liczbie, szczególnie w przypadkach, gdy waga baterii lub czas ładowania stanowią problem. Jak zauważyła koalicja ponad 30 prezesów firm branżowych w liście otwartym do przywódców UE, „technologie wodorowe są kluczowe dla zapewnienia zróżnicowanej, odpornej i opłacalnej dekarbonizacji transportu drogowego”, argumentując, że podejście dwutorowe, obejmujące zarówno baterie, jak i ogniwa paliwowe „będzie tańsze dla Europy niż poleganie wyłącznie na elektryfikacji.” hydrogen-central.com

Samochody i SUV-y z ogniwami paliwowymi

Osobowe FCEV, takie jak Toyota Mirai i Hyundai Nexo, są dostępne na rynku od kilku lat. Wykorzystują one stosy ogniw paliwowych PEM do zasilania silników elektrycznych, podobnie jak bateryjne pojazdy elektryczne, ale tankowane są wodorem w 3-5 minut. Toyota, Hyundai i Honda wprowadziły łącznie dziesiątki tysięcy samochodów z ogniwami paliwowymi na drogi na całym świecie (choć nadal jest to nisza w porównaniu do pojazdów bateryjnych). Na rok 2025 globalny rynek FCEV wyceniany jest na około 3 miliardy dolarów, z prognozowanym wzrostem ponad 20% rocznie globenewswire.com. Największe zainteresowanie konsumentów odnotowano w regionach z infrastrukturą do tankowania wodoru: Kalifornia (USA), Japonia, Korea Południowa oraz kilka krajów Europy (Niemcy, Wielka Brytania itp.). Na przykład Niemcy mają obecnie ponad 100 stacji tankowania wodoru działających w całym kraju globenewswire.com, a Japonia ma około 160 stacji, co czyni te kraje kluczowymi rynkami dla FCEV. Francja uruchomiła narodowy plan wodorowy o wartości 7 miliardów euro, obejmujący wdrażanie autobusów na wodór i lekkich pojazdów użytkowych do użytku rządowego i transportu publicznego globenewswire.com.

Producenci samochodów pozostają zaangażowani w technologię ogniw paliwowych jako część strategii wielotorowej. Toyota w 2025 roku przedstawiła szeroką mapę drogową dla „społeczeństwa napędzanego wodorem”, rozszerzając zastosowanie ogniw paliwowych poza sedana Mirai na ciężarówki, autobusy, a nawet generatory stacjonarne pressroom.toyota.com. „Wiele działań Toyoty na rzecz dekarbonizacji koncentrowało się na pojazdach elektrycznych na baterie, ale napędy wodorowe na ogniwa paliwowe pozostają ważną częścią naszej strategii wielotorowej,” potwierdziła firma pressroom.toyota.com. Podejście Toyoty obejmuje wspólne ustalanie standardów: „Współpracujemy z firmami, które tradycyjnie byłyby naszą konkurencją, aby opracować standardy tankowania wodoru… uznając, że standard branżowy przynosi większe korzyści niż nasza własna przewaga konkurencyjna,” powiedział Jay Sackett, główny inżynier ds. zaawansowanej mobilności w Toyocie pressroom.toyota.com. Ta współpraca branżowa ma na celu zapewnienie jednolitych protokołów tankowania i praktyk bezpieczeństwa, co z kolei może przyspieszyć wdrażanie.

Pod względem osiągów najnowsze samochody na ogniwa paliwowe dorównują pojazdom konwencjonalnym. Hyundai NEXO SUV (model 2025) deklaruje ponad 700 km zasięgu na jednym tankowaniu wodoru globenewswire.com. Pojazdy te nie emitują żadnych zanieczyszczeń, a ich jedynym produktem ubocznym jest woda – Mirai słynnie kapał wodą na drogę, aby to udowodnić. Producenci samochodów pracują nad obniżeniem kosztów: druga generacja Mirai potaniała, a chińscy producenci również wchodzą na rynek z tańszymi modelami (często z rządowymi dotacjami). Nadal jednak infrastruktura tankowania pozostaje problemem „kury i jajka” dla konsumenckich FCEV – na rok 2025 istnieje na świecie około 1000 stacji wodorowych, co jest znikomą liczbą w porównaniu do stacji benzynowych czy punktów ładowania EV. Wiele krajów finansuje rozbudowę stacji; np. niemiecka inicjatywa H2 Mobility zakłada ogólnokrajową sieć autostrad wodorowych, a programy stanowe Kalifornii dotują dziesiątki stacji, aby obsłużyć ponad 10 000 FCEV.

Autobusy i transport publiczny

Autobusy tranzytowe były jednym z głównych wczesnych obszarów zainteresowania ogniwami paliwowymi. Autobusy wracają do zajezdni (co upraszcza tankowanie) i jeżdżą przez długie godziny, co odpowiada szybkiemu tankowaniu i dużemu zasięgowi ogniw paliwowych. W Europie w styczniu 2023 roku było w eksploatacji 370 autobusów na ogniwa paliwowe, a do 2025 roku planowanych jest ponad 1 200 sustainable-bus.com. Rozwój ten wspierają programy finansowania UE (takie jak projekty JIVE i Clean Hydrogen Partnership), które pomagają miastom w zakupie autobusów wodorowych. Postęp jest widoczny: w Europie odnotowano 426% wzrost rok do roku rejestracji autobusów H₂ w pierwszej połowie 2025 roku (279 sztuk w H1 2025 wobec 53 w H1 2024) sustainable-bus.com. Autobusy te zazwyczaj wykorzystują systemy ogniw paliwowych PEM (od dostawców takich jak Ballard Power Systems, Toyota czy Cummins) w połączeniu z hybrydami bateryjnymi. Oferują zasięg 300–400 km na jednym tankowaniu i unikają ograniczeń wagowych oraz zasięgu, z jakimi borykają się autobusy elektryczne na dłuższych trasach lub w chłodniejszym klimacie.

Miasta takie jak Londyn, Tokio, Seul i Los Angeles wprowadziły do eksploatacji autobusy wodorowe. Wiedeń, na przykład, wybrał autobusy wodorowe na niektóre trasy w centrum miasta, aby uniknąć instalowania infrastruktury ładowania w śródmieściu; dzięki autobusom H₂ „nie potrzebują już infrastruktury ładowania w centrum miasta i mogą zmniejszyć wielkość floty (autobusy wodorowe obsługują trasy mniejszą liczbą pojazdów dzięki szybkiemu tankowaniu i większemu zasięgowi)”, jak zauważył operator komunikacji miejskiej sustainable-bus.com. Rzeczywiste wyniki są obiecujące – operatorzy komunikacji miejskiej zgłaszają, że autobusy na ogniwa paliwowe osiągają dostępność i czasy tankowania porównywalne z dieslem, a ich spaliną jest para wodna, co poprawia jakość powietrza. Główną wadą pozostaje koszt: autobus na ogniwa paliwowe może kosztować 1,5–2 razy więcej niż autobus z silnikiem Diesla. Jednak duże zamówienia i nowe modele obniżają ceny. W 2023 roku Bolonia we Włoszech zamówiła 130 autobusów wodorowych (modele Solaris Urbino) – to największy jak dotąd pojedynczy przetarg na autobusy H₂ sustainable-bus.com, co świadczy o zaufaniu do rozwoju tej technologii. Chiny natomiast mają już tysiące autobusów na ogniwa paliwowe na drogach (Szanghaj i inne miasta wprowadziły je na trasy miejskie oraz podczas Zimowych Igrzysk Olimpijskich 2022). W rzeczywistości Chiny odpowiadają za ponad 90% światowych autobusów FCEV i szybko wdrażają wodorowe pojazdy komunikacji miejskiej i logistyczne przy silnym wsparciu państwa globenewswire.com.

Eksperci branżowi uważają, że ogniwa paliwowe zdominują autokary dalekobieżne i ciężki transport zbiorowy. „Technologia ogniw paliwowych na wodór zyskuje na znaczeniu jako preferowana opcja na ‘po-dieslowską’ przyszłość w przewozach dalekobieżnych,” pisze magazyn Sustainable Bus, powołując się na liczne projekty rozwoju autokarów z ogniwami paliwowymi do podróży między miastami sustainable-bus.com. Na przykład FlixBus (duży europejski operator autokarowy) testuje autokar z ogniwami paliwowymi o docelowym zasięgu ponad 450 km sustainable-bus.com. Producenci tacy jak Van Hool i Caetano również rozwijają autokary na H₂. Intensywna eksploatacja wymaga zwiększonej trwałości: obecne stosy ogniw paliwowych z samochodów osobowych wytrzymują ok. 5 000–8 000 godzin, ale autokar lub ciężarówka potrzebuje ok. 30 000+ godzin. Freudenberg, opracowujący ogniwa paliwowe do autobusów, posiada „dedykowaną konstrukcję do ciężkich zastosowań, której minimalna żywotność wynosi 35 000 godzin,” co odzwierciedla skok o rząd wielkości w trwałości wymagany dla flot komercyjnych sustainable-bus.com. To jedno z wyzwań inżynieryjnych, które są pokonywane, aby ogniwa paliwowe sprostały rygorystycznym cyklom pracy w transporcie publicznym i towarowym.

Ciężarówki i transport ciężki

Ciężarówki do ciężkich zastosowań są postrzegane jako jedno z najbardziej obiecujących i niezbędnych zastosowań ogniw paliwowych. Te pojazdy wymagają dużego zasięgu, szybkiego tankowania i wysokiej ładowności – w tych obszarach baterie mają trudności ze względu na wagę i czas ładowania. Ciężarówki z ogniwami paliwowymi można zatankować w 10–20 minut i przewozić wystarczającą ilość wodoru na ponad 500 km zasięgu, zachowując przy tym ładowność (ponieważ zbiorniki wodoru są lżejsze niż ogromne pakiety baterii o równoważnej energii). Najwięksi producenci ciężarówek prowadzą programy: Daimler Truck i Volvo utworzyli wspólne przedsięwzięcie (cellcentric) w celu produkcji systemów ogniw paliwowych do ciężarówek, z planem masowej produkcji pod koniec tej dekady. Nikola, Hyundai, Toyota, Hyzon i inni mają prototypy lub wczesne komercyjne ciężarówki z ogniwami paliwowymi na drogach w 2025 roku. Europejski Sojusz Mobilności Wodorowej stwierdził jednoznacznie, że „Ciężki transport dalekobieżny to główny przypadek użycia wodoru w motoryzacji, a systemy ogniw paliwowych do ciężkich zastosowań to kluczowa technologia” potrzebna hydrogen-central.com. To stanowisko podziela CEO Daimler Truck, Karin Rådström, która powiedziała: „Ciężarówki wodorowe są doskonałym uzupełnieniem tych na baterie — oferują duży zasięg, szybkie tankowanie i ogromną szansę dla Europy. Prowadzimy w technologii wodorowej i utrzymamy przewagę, jeśli zadziałamy teraz — w całym łańcuchu wartości.” hydrogen-central.com Jej wypowiedź podkreśla, że europejscy producenci zainwestowali dużo w know-how dotyczące ogniw paliwowych (Daimler rozpoczął badania i rozwój ogniw paliwowych w latach 90.) i nie zamierzają oddać przywództwa, ale apelują do decydentów o budowę infrastruktury dla ciężarówek wodorowych teraz, aby wykorzystać tę przewagę.

Testy w rzeczywistych warunkach potwierdzają tę koncepcję. Hyundai wdrożył flotę 47 ciężarówek z ogniwami paliwowymi w Szwajcarii, począwszy od 2020 roku (model XCIENT), a do 2025 roku te ciężarówki łącznie przejechały ponad 4 miliony km. Na tej podstawie wiceprezes Hyundai, Jaehoon Chang, ogłosił, że ich ciężarówki H₂ w Europie „przejechały łącznie ponad 15 milionów kilometrów… co pokazuje zarówno niezawodność, jak i skalowalność wodoru w logistyce komercyjnej.” hydrogen-central.com To mocny dowód na to, że ciężarówki z ogniwami paliwowymi mogą sprostać intensywnemu codziennemu użytkowaniu. W Ameryce Północnej startup Nikola dostarczył ciężarówki z ogniwami paliwowymi pierwszym klientom (choć firma napotkała trudności finansowe i restrukturyzację w 2023 roku h2-view.com). Toyota zbudowała ciężarówki klasy 8 z ogniwami paliwowymi na wodór (wykorzystując stosy ogniw paliwowych z modelu Mirai) do transportu na terenie portów w Los Angeles, gdzie flota około 30 ciężarówek H₂ przewozi ładunki, a tankowanie zapewnia dedykowana wodorowa instalacja „Tri-Gen” w Long Beach pressroom.toyota.com. Ta instalacja, zbudowana wspólnie z FuelCell Energy, przetwarza odnawialny biogaz na wodór, energię elektryczną i wodę na miejscu – dostarczając 2,3 MW mocy oraz do 1 200 kg wodoru dziennie pressroom.toyota.com. Wodór zasila zarówno ciężarówki Toyoty, jak i osobowe FCEV, podczas gdy energia elektryczna obsługuje operacje portowe, a nawet woda będąca produktem ubocznym jest wykorzystywana do mycia samochodów wyładowywanych ze statków pressroom.toyota.com. Toyota podkreśliła, że sam ten system „redukuje emisję CO₂ o 9 000 ton rocznie” w porcie, zastępując emisje, które wytworzyłyby ciężarówki z silnikiem Diesla pressroom.toyota.com. „Codziennie istnieje nawet 20 000 okazji, by oczyścić powietrze dzięki ciężarówkom napędzanym ogniwami paliwowymi na wodór,” zauważył Jay Sackett z Toyoty, odnosząc się do codziennych kursów ciężarówek z silnikiem Diesla w portach LA/Long Beach, które mogłyby zostać zastąpione pressroom.toyota.com.

Tankowanie wodoru dla ciężarówek zyskuje na znaczeniu dzięki partnerstwom. W UE firmy uruchomiły inicjatywę H2Accelerate, aby zsynchronizować wdrażanie wodorowych korytarzy transportowych i stacji tankowania dla ciężarówek dalekobieżnych pod koniec lat 2020. Komisja Energetyczna Kalifornii finansuje kilka stacji tankowania wodoru o dużej przepustowości (zdolnych do tankowania kilkudziesięciu ciężarówek dziennie), aby wspierać transport portowy, a docelowo także trasy dalekobieżne do śródlądowych centrów logistycznych. Rząd Chin agresywnie promuje ciężarówki na ogniwa paliwowe w wybranych prowincjach poprzez dotacje i nakazy, dążąc do 50 000 pojazdów na ogniwa paliwowe na drogach do 2025 roku oraz 100 000–200 000 do 2030 roku wraz z 1 000 stacji H₂ globenewswire.com. Już teraz Chiny wprowadziły ciężkie ciężarówki na ogniwa paliwowe do pracy w hutach stali i górnictwie, wykorzystując krajową technologię (firmy takie jak Weichai i REFIRE dostarczają systemy ogniw paliwowych).

Pociągi, statki i samoloty

Poza pojazdami drogowymi, ogniwa paliwowe znajdują zastosowanie także w innych środkach transportu:

• Pociągi: Kilka pociągów pasażerskich na ogniwa paliwowe jest już w eksploatacji, co stanowi ważny krok w dekarbonizacji kolei. W szczególności pociąg na ogniwa paliwowe Coradia iLint firmy Alstom wszedł do komercyjnej eksploatacji w Niemczech w 2018 roku, a do 2022 roku kursował na liniach regionalnych w Dolnej Saksonii, zastępując pociągi dieslowskie. W 2022 roku flota 14 pociągów Alstom na ogniwa paliwowe rozpoczęła kursowanie w regionie Frankfurtu, a projekty pilotażowe są realizowane we Włoszech, Francji i Wielkiej Brytanii. Te pociągi przewożą wodór w zbiornikach na pokładzie i mogą przejechać ponad 1000 km na jednym tankowaniu, co jest odpowiednie dla linii niezelektryfikowanych (około połowa sieci kolejowej Europy nie jest zelektryfikowana). Pociągi na ogniwa paliwowe eliminują potrzebę kosztownej trakcji elektrycznej na trasach o małym natężeniu ruchu. Od 2025 roku Europa zobowiązała się do rozwoju kolei wodorowej: na przykład Włochy zamówiły 6 pociągów na ogniwa paliwowe dla Lombardii, Francja testuje jednostki Alstom, a Wielka Brytania przeprowadziła testy pociągu HydroFLEX. W USA rozwój przebiega wolniej, ale firmy takie jak Stadler dostarczają pociąg wodorowy dla Kalifornii. Chiny również zaprezentowały prototyp lokomotywy wodorowej w 2021 roku. W transporcie towarowym firma górnicza Anglo American wprowadziła lokomotywę hybrydową na ogniwa paliwowe o mocy 2 MW w 2022 roku. Podsumowując, ogniwa paliwowe sprawdzają się na liniach kolejowych, gdzie baterie byłyby zbyt ciężkie lub miałyby zbyt mały zasięg.
• Morski (statki i łodzie): Sektor morski bada zastosowanie ogniw paliwowych zarówno do zasilania pomocniczego, jak i głównego. Małe promy pasażerskie i jednostki pływające były wczesnymi użytkownikami tej technologii. W 2021 roku MF Hydra w Norwegii stał się pierwszym na świecie promem z ogniwem paliwowym na ciekły wodór, przewożącym samochody i pasażerów z systemem ogniw paliwowych Ballard o mocy 1,36 MW. Japonia przetestowała prom z ogniwem paliwowym (HydroBingo) i rozważa wodór do żeglugi przybrzeżnej. Unia Europejska finansuje projekty takie jak H2Ports i FLAGSHIPS, aby demonstrować statki na H₂ i bunkrowanie wodoru w portach. W przypadku większych statków obecny konsensus zakłada użycie ogniw paliwowych z paliwami pochodnymi wodoru, takimi jak amoniak lub metanol (które mogą być „krakowane” lub używane w ogniwach paliwowych przy odpowiedniej konstrukcji). Na przykład, norweski operator rejsowy Hurtigruten rozwija statek wycieczkowy z SOFC zasilany zielonym amoniakiem do 2026 roku. Inną niszą są pojazdy podwodne i okręty podwodne: ogniwa paliwowe (szczególnie PEM) mogą zapewnić cichą, niezależną od powietrza energię – niemieckie okręty podwodne typu 212A wykorzystują ogniwa paliwowe na wodór do skrytego działania. Podczas gdy dalekomorskie kontenerowce prawdopodobnie w najbliższym czasie będą polegać na silnikach spalinowych spalających amoniak lub metanol, ogniwa paliwowe mogą je uzupełniać podczas manewrów portowych lub ostatecznie zyskać na znaczeniu, gdy zostaną opracowane ogniwa paliwowe o dużej mocy (kilka MW). W miarę rozwiązywania kwestii bezpieczeństwa i magazynowania, ogniwa paliwowe oferują statkom obietnicę napędu bezemisyjnego, bez hałasu i wibracji silników diesla.
• Lotnictwo: Lotnictwo jest najtrudniejszym sektorem do dekarbonizacji, a ogniwa paliwowe na wodór są aktywnie badane dla określonych nisz. Mało prawdopodobne jest, aby ogniwa paliwowe kiedykolwiek bezpośrednio zasilały jumbo jeta (spalanie wodoru lub inne paliwa mogą to umożliwić), ale mają potencjał w mniejszych samolotach lub jako część systemów hybrydowych. Kilka startupów (ZeroAvia, Universal Hydrogen, H2Fly) przeprowadziło loty małymi samolotami przerobionymi na napędzane ogniwami paliwowymi na wodór, które napędzają śmigła. W 2023 roku ZeroAvia przeprowadziła lot testowy 19-miejscowego samolotu (Dornier 228), w którym jeden z dwóch silników został zastąpiony układem napędowym z ogniwem paliwowym. Ich kolejnym celem są regionalne samoloty 40-80 miejscowe na wodór do 2027 roku. Airbus, największy na świecie producent samolotów pasażerskich, początkowo badał turbiny spalające wodór, ale w 2023 roku ogłosił zmianę kierunku na „w pełni elektryczny samolot zasilany wodorem z silnikiem na ogniwa paliwowe” jako główną ścieżkę dla swojego programu ZEROe airbus.com. W czerwcu 2025 roku Airbus podpisał dużą umowę partnerską z producentem silników MTU Aero Engines na rozwój i doskonalenie napędu na ogniwa paliwowe dla lotnictwa. „Nasze skupienie się na w pełni elektrycznym napędzie na ogniwa paliwowe dla przyszłych samolotów zasilanych wodorem podkreśla nasze zaufanie i postępy w tej dziedzinie,” powiedział Bruno Fichefeux, szef działu programów przyszłościowych w Airbusie airbus.com. „Współpraca z MTU… pozwoli nam połączyć naszą wiedzę, przyspieszyć rozwój kluczowych technologii i ostatecznie dostarczyć rewolucyjny system napędu na wodór dla przyszłych samolotów komercyjnych. Razem aktywnie torujemy tę drogę.” airbus.com Podobnie dr Stefan Weber z MTU podkreślił ich „wizję rewolucyjnej koncepcji napędu, która umożliwia praktycznie bezemisyjny lot,” nazywając wspólne działania kluczowym krokiem w kierunku urzeczywistnienia samolotów pasażerskich napędzanych ogniwami paliwowymi airbus.com. To partnerstwo wyznacza wieloletnią mapę drogową: najpierw udoskonalanie komponentów (wysokowydajne stosy ogniw paliwowych, kriogeniczne magazynowanie H₂ itp.), następnie testy naziemne pełnowymiarowego układu napędowego na ogniwa paliwowe, z celem uzyskania certyfikowanego silnika lotniczego na ogniwa paliwowe w latach 30. XXI wieku airbus.com. Docelowym zastosowaniem będzie początkowo prawdopodobnie mały samolot regionalny, ale ostatecznym celem jest skalowanie do jednonawowych samolotów krótkodystansowych. Ogniwa paliwowe produkują jedynie wodę i mają tę zaletę, że są bardzo wydajne na wysokościach przelotowych. Wyzwania to m.in. masa (ogniwa paliwowe i silniki vs. silniki turbowentylatorowe) oraz magazynowanie wystarczającej ilości wodoru (najprawdopodobniej w postaci ciekłego wodoru) na pokładzie samolotu. Publiczne zobowiązanie Airbusa wskazuje na silną wiarę, że te wyzwania można rozwiązać. Tymczasem, ogniwa paliwowesą również wykorzystywane w samolotach na inne sposoby: jako APU (jednostki pomocnicze zasilania) do cichego dostarczania energii elektrycznej na pokładzie, a nawet do wytwarzania wody dla załogi (regeneracyjne ogniwa paliwowe). NASA i inne organizacje badały wykorzystanie regeneracyjnych ogniw paliwowych jako magazynów energii dla samolotów elektrycznych. Ogólnie rzecz biorąc, choć samoloty na wodór są na wczesnym etapie, końcówka lat 2020. prawdopodobnie przyniesie pierwsze komercyjne trasy obsługiwane przez samoloty zasilane ogniwami paliwowymi, zwłaszcza gdy firmy takie jak Airbus, MTU, Boeing i Universal Hydrogen intensyfikują prace badawczo-rozwojowe i testy prototypów.
• Drony i pojazdy specjalistyczne: Mniejszą, ale rosnącą kategorią są drony i pojazdy specjalistyczne z ogniwami paliwowymi. Firmy takie jak Intelligent Energy i Doosan Mobility opracowały zestawy zasilające PEM do dronów, umożliwiając znacznie dłuższy czas lotu niż akumulatory litowe. Zestawy wodorowe pozwalają UAV-om latać przez 2–3 godziny w porównaniu do 20-30 minut na bateriach, co jest cenne w zastosowaniach takich jak nadzór, mapowanie czy dostawy. W 2025 roku Korea Południowa zademonstrowała nawet drona wielowirnikowego z ogniwem paliwowym na wodór niosącego ładunek 5 kg przez ponad godzinę. Na ziemi ogniwa paliwowe zasilają także wózki widłowe (jak wspomniano wcześniej) oraz sprzęt lotniskowy (ciągniki, chłodnie), gdzie wymiana baterii jest kłopotliwa. Sektor obsługi materiałów po cichu stał się sukcesem ogniw paliwowych: ponad 70 000 wózków widłowych z ogniwami paliwowymi jest obecnie codziennie używanych w magazynach innovationnewsnetwork.com, przynosząc firmom korzyści w postaci „zerowej emisji w środowisku magazynowym” i wyższej wydajności (brak przestojów na ładowanie baterii). Najwięksi detaliści, tacy jak Walmart i Amazon, zainwestowali w nie znaczne środki poprzez dostawców takich jak Plug Power. Ta wczesna adopcja podkreśla, że ogniwa paliwowe mogą znaleźć nisze, w których ich unikalne zalety (szybkie tankowanie, ciągłe zasilanie) przewyższają baterie lub silniki.

Podsumowując, ogniwa paliwowe zdobywają kolejne obszary transportu: od samochodów osobowych po największe pojazdy, a nawet niebo. Transport ciężki to wyraźna nisza – eksperci powszechnie zgadzają się, że ogniwa paliwowe na wodór odegrają „kluczową rolę w dekarbonizacji transportu, szczególnie w sektorach, gdzie opcje bateryjno-elektryczne mogą nie wystarczyć” hydrogen-central.com. Najbliższe lata pokażą skalę – wiele zależy od budowy odpowiedniej infrastruktury tankowania wodoru i osiągnięcia efektu skali, by obniżyć koszty pojazdów. Jednak obecność pojazdów z ogniwami paliwowymi w flotach publicznych, transporcie towarowym i zastosowaniach niszowych już pomaga napędzać popyt na wodór i normalizować tę technologię. Jak powiedział Oliver Zipse, prezes BMW: „W dzisiejszych realiach wodór to nie tylko rozwiązanie klimatyczne – to czynnik odporności. … W BMW wiemy, że nie ma pełnej dekarbonizacji ani konkurencyjnej europejskiej mobilności bez wodoru.” hydrogen-central.com

Stacjonarne wytwarzanie energii z ogniwami paliwowymi

Podczas gdy samochody na wodór przyciągają uwagę mediów, stacjonarne systemy ogniw paliwowych po cichu zmieniają sposób, w jaki wytwarzamy i wykorzystujemy energię. Ogniwa paliwowe mogą dostarczać czystą, wydajną energię elektryczną i ciepło dla domów, budynków, centrów danych, a nawet zasilać sieć. Stanowią alternatywę dla generatorów spalinowych (i związanych z nimi emisji/hałasu) oraz mogą stabilizować sieci energetyczne oparte na odnawialnych źródłach, zapewniając energię na żądanie. Kluczowe zastosowania stacjonarne obejmują:

• Zasilanie awaryjne i zdalne – Wieże telekomunikacyjne, centra danych, szpitale i instalacje wojskowe wymagają niezawodnego zasilania awaryjnego. Tradycyjnie tę rolę pełnią generatory diesla, ale alternatywy w postaci ogniw paliwowych (zasilanych wodorem lub paliwami płynnymi) zyskują coraz większą popularność jako bezemisyjne zasilanie awaryjne. Na przykład Verizon i AT&T wdrożyły wodorowe ogniwa paliwowe jako zasilanie awaryjne na wieżach komórkowych, aby wydłużyć czas pracy poza systemy UPS oparte na bateriach. W 2024 roku Microsoft ogłosił, że pomyślnie przetestował generator ogniw paliwowych o mocy 3 MW, który ma zastąpić generatory diesla jako zasilanie awaryjne centrów danych, zasilany wodorem produkowanym na miejscu carboncredits.com. Ogniwa paliwowe uruchamiają się natychmiastowo i wymagają minimalnej konserwacji w porównaniu do silników. Dodatkowo, w obiektach zamkniętych (lub na terenach miejskich), bezemisyjna praca to ogromna zaleta – brak emisji CO₂, NOx czy pyłów. Amerykański i europejski sektor telekomunikacyjny zaczęły wdrażać ogniwa paliwowe, zwłaszcza tam, gdzie hałas lub przepisy środowiskowe ograniczają użycie diesla. Nawet mniejsze, przenośne generatory ogniw paliwowych (takie jak te produkowane przez SFC Energy czy GenCell) mogą zapewnić zasilanie zdalne dla placówek wojskowych lub akcji ratunkowych. Przykładowo, projekt armii USA wykorzystuje ciężarówkę „H2Rescue” wyposażoną w generator ogniw paliwowych do stref katastrof – może dostarczać 25 kW mocy przez 72 godziny bez przerwy i niedawno ustanowiła rekord świata, pokonując 1 806 mil na jednym tankowaniu wodoru innovationnewsnetwork.com. Takie możliwości przyciągają agencje ratunkowe do rozważenia ogniw paliwowych jako odpornego zasilania awaryjnego.
• Mikro-Kogeneracja (CHP) w domach i firmach – W Japonii i Korei Południowej dziesiątki tysięcy domów wyposażono w mikrojednostki kogeneracyjne (CHP) oparte na ogniwach paliwowych. Japoński, długoletni program Ene-Farm (wspierany przez Panasonic, Toshiba itd.) wdrożył od 2009 roku ponad 400 000 domowych jednostek PEMFC i SOFC. Te urządzenia (~0,5–1 kW elektryczne) wytwarzają prąd na potrzeby domu, a ciepło odpadowe wykorzystywane jest do podgrzewania wody lub ogrzewania pomieszczeń, osiągając łączną sprawność 80–90%. Zazwyczaj zasilane są wodorem uzyskiwanym z gazu ziemnego za pomocą małego reformera. Dzięki produkcji energii na miejscu zmniejszają obciążenie sieci i ślad węglowy (zwłaszcza jeśli są zasilane gazem z odnawialnych źródeł). Korea Południowa również oferuje zachęty do stosowania domowych ogniw paliwowych. Europa i USA prowadzą projekty pilotażowe (np. mikrojednostki CHP na ogniwach paliwowych w Niemczech w ramach programu KfW), ale wdrażanie przebiega wolniej z powodu wysokich kosztów początkowych i historycznie niższych cen gazu ziemnego. Jednak wraz z odchodzeniem od ogrzewania gazowego ze względów klimatycznych, CHP na ogniwach paliwowych może znaleźć niszę jako efektywne źródło energii domowej, zwłaszcza jeśli będzie zasilane zielonym wodorem lub biogazem.
• Podstawowe elektrownie i ogniwa paliwowe na skalę użytkową – Ogniwa paliwowe mogą być łączone w elektrownie o mocy megawatowej, zasilające sieć elektryczną lub dostarczające energię do fabryk/szpitali/kampusów uniwersyteckich. Do zalet należą wysoka sprawność, niezwykle niska emisja (szczególnie przy użyciu wodoru lub biogazu) oraz niewielka powierzchnia w porównaniu z innymi elektrowniami. Na przykład, park ogniw paliwowych o mocy 59 MW w Hwasung, Korea Południowa (wykorzystujący jednostki MCFC firmy POSCO Energy) od lat dostarcza energię do sieci researchgate.net. Korea Południowa jest tu światowym liderem: posiada ponad 1 GW zainstalowanej stacjonarnej mocy ogniw paliwowych, dostarczając rozproszoną energię w miastach i zakładach przemysłowych fuelcellsworks.com. Jednym z czynników jest realizacja celów odnawialnych Korei – ogniwa paliwowe kwalifikują się tam jako czysta energia zgodnie z określonymi przepisami, a także poprawiają jakość powietrza lokalnie, zastępując generatory węglowe/dieslowskie. W USA firmy takie jak Bloom Energy (z systemami SOFC) i FuelCell Energy (z systemami MCFC) zbudowały projekty od 1 MW do około 20 MW dla przedsiębiorstw użyteczności publicznej i dużych kampusów korporacyjnych. W 2022 roku Bloom i SK E&S uruchomiły instalację Bloom SOFC o mocy 80 MW w Korei Południowej – największą na świecie farmę ogniw paliwowych bloomenergy.com. Warto zauważyć, że te systemy mogą podążać za obciążeniem, a niektóre mogą dostarczać również ciepło (przydatne do ogrzewania sieciowego lub pary przemysłowej). W Europie elektrowni na ogniwa paliwowe jest mniej, ale ich liczba rośnie – w Niemczech, Włoszech i Wielkiej Brytanii pojawiły się instalacje o mocy kilku MW, często wykorzystujące jednostki PEM lub SOFC zasilane biogazem. W 2025 roku norweska Statkraft planowała elektrownię na ogniwa paliwowe wodorowe o mocy 40 MW (do bilansowania OZE), choć wstrzymała część nowych projektów H₂ z powodu kosztów ts2.tech. Trend wskazuje, że ogniwa paliwowe stają się częścią miksu rozproszonych zasobów energetycznych, zapewniając niezawodne zasilanie przy mniejszym zanieczyszczeniu. Uzupełniają również niestabilne OZE; na przykład ogniwo paliwowe może wykorzystywać wodór produkowany z nadwyżek energii słonecznej/wiatrowej (bezpośrednio lub przez połączony elektrolizer), a następnie pracować, gdy produkcja OZE jest niska, efektywnie działając jako magazyn energii. Ta koncepcja „Power-to-Hydrogen-to-Power” jest testowana w mikrosieciach. Amerykańskie Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej zainstalowało w 2024 roku system PEM o mocy 1 MW (od Toyoty) na swoim kampusie w Kolorado, aby prowadzić badania nad wykorzystaniem ogniw paliwowych do zwiększania odporności energetycznej i integracji z fotowoltaiką/magazynowaniem pressroom.toyota.com.
• Przemysłowe i komercyjne kogeneracje (CHP) – Poza domami, większe systemy kogeneracji z ogniwami paliwowymi są używane w szpitalach, na uniwersytetach i w obiektach korporacyjnych. Elektrownia PAFC o mocy 1,4 MW może zasilać szpital, a jej ciepło odpadowe dostarczać parę, osiągając całkowitą sprawność powyżej 80%. Uniwersytety takie jak Yale i Cal State eksploatowały na kampusach wielomegawatowe elektrownie z ogniwami paliwowymi (jednostki MCFC firmy FuelCell Energy), ograniczając pobór energii z sieci i emisje. Firmy takie jak IBM, Apple i eBay zainstalowały farmy ogniw paliwowych w centrach danych (np. Apple miało 10 MW farmę ogniw paliwowych Bloom Energy w Karolinie Północnej, głównie zasilaną biogazem). Zapewniają one nie tylko czystą energię na miejscu, ale także służą jako zasilanie awaryjne i wsparcie dla sieci. Rządy wspierają takie projekty poprzez zachęty; w USA federalny Investment Tax Credit (ITC) dla ogniw paliwowych (30% ulgi podatkowej) został przedłużony co najmniej do 2025 roku fuelcellenergy.com, a stany takie jak Kalifornia oferują dodatkowe ulgi przez SGIP. W Europie niektóre kraje pozwalają na uzyskiwanie taryf gwarantowanych lub dotacji dla jednostek kogeneracyjnych z ogniwami paliwowymi. W rezultacie, stacjonarne instalacje ogniw paliwowych zmierzają do rekordowego roku 2023–2024 z ok. 400 MW instalowanych rocznie i prognozami przekraczającymi 1 GW rocznie na świecie do lat 30. XXI wieku fuelcellsworks.com. To wciąż niewiele w kontekście sektora energetycznego, ale tempo wzrostu przyspiesza.
• Równoważenie sieci i magazynowanie energii – Nowatorskim zastosowaniem ogniw paliwowych jest równoważenie sieci z dużym udziałem OZE. Regiony z dużą ilością energii słonecznej/wietrznej badają magazynowanie energii w postaci wodoru: gdy dostępna jest nadwyżka energii, wykorzystuje się ją do elektrolizy wody na wodór; następnie wodór jest magazynowany i później zasilane są nim ogniwa paliwowe, które regenerują energię elektryczną w okresach wysokiego zapotrzebowania lub niskiej produkcji OZE. Ogniwa paliwowe w tym trybie działają zasadniczo jak bardzo responsywne, bezemisyjne elektrownie szczytowe. Na przykład projekt w Utah, USA (Intermountain Power) planuje setki MW odwracalnych ogniw paliwowych na tlenkach stałych do 2030 roku, które mogą przełączać się między elektrolizą a generacją energii, pomagając Los Angeles osiągnąć 100% czystej energii poprzez magazynowanie energii w kawernach wodorowych. Europejscy operatorzy również testują mniejsze systemy pilotażowe. Podczas gdy magazyny bateryjne zwykle obsługują krótkotrwałe bilansowanie (godziny), wodór + ogniwa paliwowe mogą pokryć wielodniowe lub sezonowe luki, co jest kluczowe dla pełnej dekarbonizacji sieci. Amerykański Departament Energii w ramach inicjatywy Hydrogen Earthshot dąży do uczynienia takiego długoterminowego magazynowania opłacalnym poprzez obniżenie kosztów wodoru. Dr Sunita Satyapal zauważyła, że „wodór może być jedną z nielicznych opcji magazynowania energii przez tygodnie lub miesiące”, umożliwiając głębszą integrację OZE iea.orgiea.org.

Wsparcie polityczne również napędza rozwój stacjonarnych ogniw paliwowych. Na przykład, stan Nowy Jork w 2025 roku ogłosił 3,7 miliona dolarów finansowania na innowacyjne projekty ogniw paliwowych wodorowych, aby zwiększyć niezawodność sieci i dekarbonizować przemysł nyserda.ny.gov. „Pod rządami gubernator Hochul Nowy Jork analizuje każde źródło, w tym zaawansowane paliwa, aby dostarczać czystą energię,” powiedziała Doreen Harris, dyrektor generalna NYSERDA, nazywając inwestycje w ogniwa paliwowe wodorowe „propozycją o wysokiej wartości, która może zmniejszyć zależność od paliw kopalnych, przyczynić się do niezawodności sieci i uczynić nasze społeczności zdrowszymi.” nyserda.ny.gov Program poszukuje projektów systemów ogniw paliwowych, które mogą służyć jako „stabilna moc dla zrównoważonej sieci elektroenergetycznej” lub dekarbonizować procesy przemysłowe nyserda.ny.gov. To podkreśla uznanie, że ogniwa paliwowe mogą dostarczać energię na żądanie (moc) bez emisji, co jest coraz ważniejszą cechą w miarę wycofywania elektrowni węglowych. Podobnie, United States Hydrogen Alliance zauważa, że stany takie jak NY „pokazują, jak ukierunkowane działania stanowe mogą przyspieszyć postęp krajowy w kierunku odpornej, niskoemisyjnej gospodarki energetycznej” poprzez rozwój skalowalnych technologii ogniw paliwowych dla sieci i zastosowań przemysłowych nyserda.ny.gov. W Azji nowa strategia wodorowa Japonii (2023) zakłada większe wykorzystanie ogniw paliwowych zarówno w energetyce, jak i transporcie, a 14. Plan Pięcioletni Chin wyraźnie uwzględnia wodór jako kluczowy element dekarbonizacji przemysłu i wspierania bezpieczeństwa energetycznego payneinstitute.mines.edu.

Podsumowując, stacjonarne ogniwa paliwowe stopniowo przechodzą z fazy pilotażowej do praktycznego wdrożenia. Pełnią ważne role: zapewniają czyste zasilanie awaryjne, umożliwiają wytwarzanie energii na miejscu z odzyskiem ciepła (zwiększając efektywność) i potencjalnie mogą być pomostem między niestabilnymi odnawialnymi źródłami energii a niezawodnymi sieciami. Decentralizują także wytwarzanie energii, zwiększając odporność – co stało się kluczowe po wydarzeniach takich jak awaria sieci w Teksasie w 2021 roku. W miarę spadku kosztów i poprawy dostępności paliw (zwłaszcza zielonego wodoru lub biogazu), można oczekiwać, że ogniwa paliwowe będą zasilać coraz więcej budynków i kluczowych obiektów. Rzeczywiście, prognozy wskazują, że do lat 30. XXI wieku ogniwa paliwowe mogą stanowić wiele gigawatów rozproszonej mocy wytwórczej na całym świecie, stając się cichym, ale kluczowym filarem czystej infrastruktury energetycznej.

Przenośne i niezależne od sieci zastosowania ogniw paliwowych

Nie wszystkie ogniwa paliwowe są duże lub montowane w pojazdach; istotnym obszarem rozwoju są przenośne ogniwa paliwowe do zastosowań poza siecią, konsumenckich lub wojskowych. Obejmują one ładowarki mieszczące się w kieszeni po generatory 1–5 kW, które można przenosić. Ich zaletą jest dostarczanie energii elektrycznej w odległych miejscach lub do urządzeń bez potrzeby używania ciężkich baterii czy zanieczyszczających środowisko małych silników.

• Zastosowania wojskowe i taktyczne: Żołnierze w terenie noszą ciężkie ładunki baterii do zasilania radiostacji, GPS, noktowizorów i innych urządzeń elektronicznych. Ogniwa paliwowe zasilane paliwem ciekłym mogą odciążyć ten ładunek, wytwarzając energię na żądanie z małego wkładu. Armia USA testowała jednostki ogniw paliwowych na metanol i propan jako przenośne ładowarki do baterii – zamiast nosić 9 kg zapasowych baterii, żołnierz może zabrać 1,5 kg ogniwo paliwowe i kilka kanistrów z paliwem. Firmy takie jak UltraCell (ADVENT) i SFC Energy dostarczają jednostki o mocy 50–250 W dla użytkowników wojskowych. W 2025 roku SFC Energy zaprezentowała nową generację przenośnego taktycznego ogniwa paliwowego o mocy do 100 W (pojemność energetyczna 2 400 Wh) – około dwukrotnie większej niż wcześniejsze modele fuelcellsworks.com. Te systemy zasilane metanolem mogą cicho dostarczać energię przez kilka dni, co jest nieocenione podczas operacji skrytych lub na posterunkach z czujnikami. Niemiecka Bundeswehra, na przykład, szeroko wdrożyła ogniwa paliwowe „Jenny” firmy SFC do ładowania baterii żołnierzy w terenie, wskazując na znacznie uproszczoną logistykę baterii. Podobnie USA, Wielka Brytania i inne kraje prowadzą programy rozwoju „przenośnych” ogniw paliwowych. Głównym paliwem jest metanol lub kwas mrówkowy (jako wygodny nośnik wodoru), choć niektóre projekty eksperymentalne wykorzystują pakiety chemicznych wodorków do wytwarzania wodoru na bieżąco. W miarę jak te urządzenia stają się bardziej wytrzymałe i gęste energetycznie, mogą zastąpić wiele małych generatorów benzynowych i dużych pakietów baterii obecnie używanych przez wojsko i służby ratownicze.
• Rekreacja i biwakowanie: Powstał niszowy rynek konsumencki na generatory ogniw paliwowych do biwakowania. Są to zasadniczo systemy DMFC lub PEM, które mogą zasilać kampera lub domek cicho i bez spalin, w przeciwieństwie do generatora benzynowego. Na przykład Efoy (od SFC Energy) oferuje jednostki ogniw paliwowych na metanol (45–150 W pracy ciągłej) skierowane do właścicieli kamperów, żeglarzy i użytkowników domków letniskowych. Automatycznie utrzymują naładowany bank baterii, zużywając kilka litrów metanolu tygodniowo, aby zapewnić oświetlenie i zasilanie urządzeń poza siecią. Wygoda polegająca na wymianie wkładu metanolowego od czasu do czasu (zamiast uruchamiania głośnego generatora lub noszenia paneli słonecznych) przyciągnęła niewielką, ale stałą grupę klientów, zwłaszcza w Europie. Urządzenia te są także atrakcyjne dla żaglówek, gdzie mogą cicho doładowywać baterie podczas długich rejsów.
• Ładowarki do elektroniki osobistej: Przez lata firmy prezentowały małe ogniwa paliwowe do ładowania lub zasilania laptopów, telefonów i innych gadżetów. Na przykład Brunton i Point Source Power oferowały campingowe ładowarki ogniw paliwowych na wodór i propan, a Toshiba słynnie pokazała prototyp laptopa z DMFC w 2005 roku. Zainteresowanie było ograniczone – baterie litowe tak bardzo się poprawiły, że ładowarka ogniw paliwowych nie była atrakcyjna dla większości konsumentów. Jednak koncepcja wciąż się pojawia, zwłaszcza w kontekście przygotowania na sytuacje awaryjne (mała latarka/ładowarka USB z ogniwem paliwowym zasilana paliwem do kuchenek turystycznych itp.). Przykładowo, Lilliputian Systems opracowało ładowarkę do telefonu zasilaną butanowym ogniwem paliwowym (Nectar), która nawet uzyskała aprobatę FCC, ale nie trafiła na szeroki rynek. Potencjał pozostaje dla przenośnych ogniw paliwowych, by zapewnić dłuższy czas pracy urządzeń dla określonych użytkowników (np. dziennikarzy w terenie, ekspedycji itp.). Być może bardziej obiecującym kierunkiem jest wykorzystanie nabojów z wodorem: firmy rozważają małe naboje metalohydrydowe lub chemiczne z wodorem (wielkości puszki napoju), które mogłyby zasilać laptop przez dziesiątki godzin za pomocą miniaturowego ogniwa paliwowego PEM. W 2024 roku Intelligent Energy wprowadziło prototypowy zasilacz wydłużający zasięg dronów na ogniwo paliwowe wodorowe i zasugerowało podobną technologię dla laptopów. Jeśli magazynowanie i bezpieczeństwo wodoru uda się odpowiednio zminiaturyzować, być może w końcu zobaczymy komercyjną ładowarkę ogniw paliwowych do popularnej elektroniki, zwłaszcza w miarę rozprzestrzeniania się urządzeń USB.
• Drony i robotyka: Wspomnieliśmy o dronach wodorowych w sekcji transportowej, ale z perspektywy źródła zasilania są to przenośne ogniwa paliwowe. Operacje dronów o wysokiej wartości (nadzór, mapowanie, dostawy) korzystają z dłuższego czasu lotu, jaki umożliwiają ogniwa paliwowe. Pakiety ogniw paliwowych o mocy 1–5 kW zostały zintegrowane z wielowirnikowcami i małymi dronami samolotowymi. W 2025 roku wodorowy dron koreańskiej firmy Doosan Mobility ustanowił rekordowy lot trwający 13 godzin (w konfiguracji wielowirnikowej) dzięki wykorzystaniu ogniwa paliwowego i magazynowania wodoru o dużej gęstości energii. To zmienia zasady gry w zastosowaniach takich jak inspekcja rurociągów czy drony poszukiwawczo-ratownicze, które normalnie muszą lądować co 20-30 minut, by wymienić baterię. Kolejny przykład: Jet Propulsion Laboratory NASA eksperymentowało z koncepcją marsjańskiego samolotu zasilanego ogniwem paliwowym, gdzie długotrwałość ogniwa pozwoliłaby UAV na badanie dużych obszarów powierzchni Marsa (z użyciem chemicznych hydrydów do produkcji wodoru, ponieważ na Marsie nie ma możliwości tankowania!). Na Ziemi ogniwa paliwowe zasilają także niektóre roboty autonomiczne i wózki widłowe w pomieszczeniach, jak wspomniano – ich szybkie tankowanie i brak spalin sprawiają, że nadają się do magazynów, gdzie robot lub wózek widłowy może pracować dalej po zaledwie 2-minutowym uzupełnieniu wodoru zamiast wielogodzinnego ładowania.
• Urządzenia ratunkowe i medyczne: Przenośne ogniwa paliwowe były również testowane do zasilania sprzętu medycznego (np. przenośnych koncentratorów tlenu lub respiratorów, które zwykle polegają na akumulatorach). Chodzi o źródło zasilania o wydłużonym czasie pracy dla szpitali polowych lub podczas katastrof. Trwają także prace nad ogniwami paliwowymi (z reformerami), które mogą działać na paliwach logistycznych, takich jak propan czy olej napędowy, z myślą o reagowaniu na sytuacje kryzysowe. Na przykład, wspomniany wcześniej samochód ciężarowy H2Rescue może nie tylko dostarczać energię, ale także produkować wodę – oba te zasoby są kluczowe w sytuacjach awaryjnych innovationnewsnetwork.com. Firmy takie jak GenCell oferują generator z alkalicznym ogniwem paliwowym, który może działać na amoniaku – powszechnie dostępnym związku chemicznym – jako rozwiązanie zasilania poza siecią w odległych społecznościach lub w sytuacjach awaryjnych. Rozkład amoniaku dostarcza wodór do ogniwa paliwowego, a system może zapewnić ciągłe zasilanie dla kluczowych odbiorników, gdy infrastruktura jest niedostępna.

Rynek przenośnych ogniw paliwowych jest nadal stosunkowo niewielki, ale rośnie. Według jednego z raportów jego wartość w 2024 roku wyniosła 6,2 miliarda dolarów, a prognozowany roczny wzrost do 2030 roku to około 19% maximizemarketresearch.com, ponieważ coraz więcej branż wdraża te niszowe rozwiązania. Popyt jest rozproszony pomiędzy zastosowania wojskowe, rekreacyjne, drony i zasilanie awaryjne. Wszystkie jednak łączy wspólny motyw: ogniwa paliwowe mogą dostarczać czystą, cichą, długotrwałą energię w sytuacjach, w których akumulatory zawodzą, a generatory są niepożądane. Technologia dojrzała do tego stopnia, że niezawodność jest wysoka (firmy często reklamują obecnie żywotność stosu 5 000–10 000 godzin dla swoich przenośnych urządzeń), a obsługa uproszczona (wymienne podczas pracy wkłady paliwowe, systemy samostartujące itp.). Na przykład nowsze konstrukcje DMFC mają ulepszone katalizatory i membrany, które zwiększają wydajność; naukowcy znajdują sposoby na ograniczenie słynnego przenikania metanolu i zwiększenie sprawności techxplore.com. To sprawia, że produkty stają się bardziej atrakcyjne i opłacalne. Jak zauważono w jednej z recenzji technologicznych, DMFC i inne przenośne ogniwa paliwowe mają „lepszą wydajność i niższy koszt niż wcześniej, co czyni je odpowiednimi do zastosowań na dużą skalę” w określonych niszach ts2.tech.

Podsumowując, przenośne ogniwa paliwowe raczej nie zastąpią w najbliższym czasie baterii w Twoim smartfonie, ale po cichu umożliwiają realizację wielu wyspecjalizowanych zadań – od żołnierzy zasilających sprzęt podczas długich misji, przez drony latające dalej, po turystów cieszących się cichą energią poza siecią i ratowników utrzymujących sprzęt ratujący życie po burzy. W miarę poprawy dostępności paliw (zwłaszcza nabojów z wodorem i metanolem) oraz wzrostu wolumenów, te przenośne i pozasieciowe zastosowania prawdopodobnie będą się dalej rozwijać, uzupełniając szerszy ekosystem ogniw paliwowych.

Innowacje technologiczne napędzające rozwój ogniw paliwowych

Postępy w technologii ogniw paliwowych w ostatnich latach odegrały kluczową rolę w przezwyciężaniu wcześniejszych ograniczeń związanych z kosztami, trwałością i wydajnością. Naukowcy i inżynierowie na całym świecie wprowadzają innowacje w dziedzinie nauki o materiałach, projektowania inżynieryjnego i produkcji, aby ogniwa paliwowe były bardziej wydajne, przystępne cenowo i trwalsze. Poniżej przedstawiamy kilka kluczowych innowacji technologicznych i przełomów przyspieszających rozwój ogniw paliwowych:

• Redukcja ilości katalizatora i alternatywy: Głównym czynnikiem kosztotwórczym w ogniwach paliwowych PEM jest platynowy katalizator używany do reakcji. Znaczące prace badawczo-rozwojowe koncentrowały się na redukcji zawartości platyny lub jej zastąpieniu. W 2025 roku zespół z SINTEF (Norwegia) poinformował o niezwykłym osiągnięciu: poprzez optymalizację rozmieszczenia nanocząstek platyny i konstrukcji membrany, osiągnęli redukcję zużycia platyny o 62,5% w ogniwie paliwowym PEM przy zachowaniu wydajności norwegianscitechnews.com. „Redukując ilość platyny w ogniwie paliwowym, nie tylko pomagamy obniżyć koszty, ale także bierzemy pod uwagę globalne wyzwania związane z dostępnością kluczowych surowców i zrównoważonym rozwojem,” wyjaśnił Patrick Fortin, badacz SINTEF norwegianscitechnews.com. Opracowana przez nich nowa technologia membranowa o „grubości żyletki” ma zaledwie 10 mikrometrów (około 1/10 grubości kartki papieru) i wymagała bardzo równomiernego pokrycia katalizatorem, aby zapewnić wysoką wydajność norwegianscitechnews.com. Efektem jest tańszy, bardziej przyjazny środowisku zespół membrana-elektroda, który nadal dostarcza wymaganą moc. Takie przełomy obniżają koszty i zmniejszają zależność od rzadkiej platyny (kluczowego surowca wydobywanego głównie w RPA/Rosji). Równolegle naukowcy badają katalizatory wolne od metali z grupy platynowców (PGM-free) wykorzystujące nowe materiały (np. węgle domieszkowane żelazem i azotem, tlenki perowskitowe), aby ostatecznie całkowicie wyeliminować platynę. Niektóre eksperymentalne katody PGM-free wykazały przyzwoitą wydajność w laboratoriach, ale trwałość pozostaje wyzwaniem – jednak postęp jest stały.
• Nowe membrany i materiały wolne od PFAS: Ogniwa paliwowe PEM tradycyjnie wykorzystują membrany Nafion i podobne fluorowane polimery. Jednak należą one do kategorii PFAS („wieczne chemikalia”), które w przypadku degradacji stanowią zagrożenie dla środowiska i zdrowia. Trwają prace nad opracowaniem membran wolnych od PFAS, które będą równie skuteczne. Wspomniana wyżej innowacja SINTEF nie tylko zmniejszyła grubość membrany o 33% (poprawiając przewodnictwo i zmniejszając zużycie materiału), ale te membrany zawierały także mniej fluoru, co ograniczało potencjalne ryzyko PFAS norwegianscitechnews.com. UE rozważa nawet wprowadzenie ograniczeń dotyczących PFAS, więc jest to bardzo aktualne. Inne firmy testują membrany na bazie węglowodorów lub membrany kompozytowe, które całkowicie unikają PFAS. Ulepszone membrany pozwalają także na pracę w wyższych temperaturach (powyżej 120°C dla PEM, co ułatwia wykorzystanie ciepła odpadowego i tolerancję na zanieczyszczenia). Jednym z ekscytujących osiągnięć są membrany do wymiany anionów (AEM) dla alkalicznych ogniw paliwowych – mogą one wykorzystywać tańsze katalizatory i potencjalnie pozwalają na użycie nieoczyszczonego wodoru. Wyzwanie w przypadku AEM stanowiła stabilność chemiczna, ale ostatnie postępy przyniosły trwalsze polimery AEM, które w testach przekroczyły żywotność 5 000 godzin, zbliżając się do niezawodności PEM.
• Zwiększenie trwałości: Stosy ogniw paliwowych muszą działać dłużej, aby były opłacalne ekonomicznie, zwłaszcza w zastosowaniach ciężkich i stacjonarnych. Innowacje poprawiające trwałość obejmują lepsze powłoki płyt bipolarnych (zapobiegające korozji), nośniki katalizatorów odporne na korozję węglową oraz stosowanie opatentowanych dodatków do elektrolitów minimalizujących degradację. Na przykład najnowszy stos ogniw paliwowych Toyota Mirai podobno podwoił trwałość w porównaniu do pierwszej generacji, obecnie celując w 8 000–10 000 godzin (co odpowiada ponad 150 tys. mil w samochodzie). W ogniwach do zastosowań ciężkich firmy takie jak Ballard i Cummins wprowadziły wytrzymałe membrany i odporne na korozję komponenty zaprojektowane na 30 000 godzin pracy. Ciężkie ogniwo paliwowe Freudenberg wspomniane wcześniej wykorzystuje specjalną konstrukcję elektrody i system nawilżania, aby ograniczyć degradację przy dużych obciążeniach sustainable-bus.com. Amerykański program DOE Million Mile Fuel Cell Truck wyznaczył cel 30 000 godzin pracy ogniw paliwowych w ciężarówkach (około 1 miliona mil jazdy). W 2023 roku konsorcjum to ogłosiło opracowanie nowego katalizatora, który zapewnia „2,5 kW na gram platyny” – trzykrotnie większą gęstość mocy katalizatora konwencjonalnego – przy jednoczesnym spełnieniu wymagań dotyczących trwałości i kosztów innovationnewsnetwork.com. Obecnie oferują tę technologię do licencjonowania, co może znacząco zwiększyć trwałość i obniżyć koszty ogniw paliwowych nowej generacji do ciężarówek. Dodatkowo zaawansowana diagnostyka i algorytmy sterowania pomagają wydłużyć żywotność; nowoczesne systemy mogą dynamicznie dostosowywać warunki pracy, aby minimalizować obciążenie ogniwa paliwowego (na przykład unikając szybkiego zamarzania lub ograniczając skoki napięcia powodujące degradację).
• PEM wysokotemperaturowe i tolerancja na CO: Praca ogniw paliwowych PEM w temperaturach powyżej 100°C jest pożądana (lepsze odzyskiwanie ciepła, prostsze chłodzenie i tolerancja na niektóre zanieczyszczenia). Naukowcy opracowali membrany z polibenzimidazolu domieszkowanego kwasem fosforowym (PA-PBI), które umożliwiają pracę ogniw PEM w temperaturze 150–180°C. Kilka firm (takich jak Advent Technologies) komercjalizuje te wysokotemperaturowe PEM (HT-PEM), które mogą nawet wykorzystywać reformowany metanol lub gaz ziemny jako paliwo, ponieważ tolerują do 1–2% tlenku węgla, który zatrułby standardowe PEM energy.gov. Systemy HT-PEM wykazują szczególny potencjał w zastosowaniach stacjonarnych i morskich APU, choć ich żywotność nie dorównuje jeszcze PEM niskotemperaturowym.
• Produkcja i skalowanie: Wiele innowacji dotyczy uproszczenia i obniżenia kosztów produkcji ogniw paliwowych. Firmy udoskonaliły zautomatyzowaną produkcję MEA (zespołu membrana-elektroda), w tym powlekanie katalizatora metodą roll-to-roll oraz lepszą kontrolę jakości (wizja maszynowa sprawdzająca każdą membranę pod kątem wad). Udoskonalono także produkcję płyt bipolarnych – obecnie powszechne jest tłoczenie cienkich metalowych płyt (zamiast droższych, obrabianych grafitowych), a nawet testowane są płyty z kompozytów plastikowych. Stosy są projektowane z myślą o montażu wielkoseryjnym. Najnowszy stos Toyoty, na przykład, ma zredukowaną liczbę części i wykorzystuje formowane płyty bipolarnych z węglowo-polimerowych kompozytów, które są lżejsze i prostsze. Te postępy obniżają koszt na kilowat. W 2020 roku DOE oszacowało, że stos PEMFC do samochodów mógłby kosztować około 80 USD/kW przy produkcji masowej; do 2025 roku cele branżowe to poniżej 60 USD/kW przy 100 tys. sztuk rocznie i poniżej 40 USD/kW do 2030 roku, co uczyniłoby FCEV konkurencyjnymi cenowo wobec silników spalinowych innovationnewsnetwork.com. Wśród innowacji produkcyjnych warto też wspomnieć o drukowaniu 3D: naukowcy zaczęli drukować w 3D komponenty ogniw paliwowych, takie jak złożone płyty przepływowe, a nawet warstwy katalizatora, co może ograniczyć odpady i umożliwić nowe konstrukcje poprawiające wydajność (np. zoptymalizowane kanały przepływowe dla równomiernego rozprowadzania gazu).
• Recykling i zrównoważony rozwój: Wraz ze wzrostem liczby wdrożeń ogniw paliwowych coraz większą uwagę zwraca się na recykling zużytych stosów w celu odzyskania cennych materiałów (platyna, membrany). Pojawiają się nowe metody – na przykład raport z 2025 roku podkreślił technikę „fal dźwiękowych” do oddzielania i odzyskiwania materiałów katalizatora z używanych ogniw paliwowych fuelcellsworks.com. IEA zauważa, że recykling platyny z ogniw paliwowych jest wykonalny i będzie istotny, aby zminimalizować zapotrzebowanie na nową platynę, jeśli powstaną miliony FCEV. Tymczasem niektóre firmy koncentrują się na zielonej produkcji: eliminacji toksycznych chemikaliów z procesu produkcyjnego (szczególnie istotne w przypadku starszych membran zawierających PFAS) i zapewnieniu, że ogniwa paliwowe spełniają swoją „czystą” rolę przez cały cykl życia.
• Integracja systemów i hybrydyzacja: Wiele systemów ogniw paliwowych jest obecnie inteligentnie integrowanych z akumulatorami lub ultrakondensatorami, aby obsługiwać obciążenia przejściowe. Takie hybrydowe podejście pozwala ogniwu paliwowemu pracować przy stałym, optymalnym obciążeniu (dla efektywności i długowieczności), podczas gdy akumulator obsługuje szczyty, poprawiając tym samym ogólną reakcję i żywotność systemu. Na przykład praktycznie wszystkie samochody na ogniwa paliwowe są hybrydami (Mirai ma mały akumulator do odzysku energii z hamowania i zwiększenia przyspieszenia). Nawet autobusy i ciężarówki na ogniwa paliwowe często zawierają bufor litowo-jonowy. Postępy w elektronice mocy i oprogramowaniu sterującym sprawiają, że jest to bezproblemowe. Dodatkowo, integracja z elektrolizerami i odnawialnymi źródłami energii to gorący obszar innowacji – tworzenie wirtualnych zamkniętych obiegów, gdzie nadmiar energii słonecznej produkuje wodór przez elektrolizę, magazynowany wodór zasila ogniwa paliwowe nocą itd. Koncepcja odwracalnych ogniw paliwowych (stałotlenkowych lub PEM, które mogą działać wstecznie jako elektrolizery) to jedna z najnowocześniejszych technologii, która jest obecnie badana w celu uproszczenia takich systemów energy.gov. Kilka startupów ma już prototypowe odwracalne systemy SOC (stałotlenkowe ogniwa).
• Nowe paliwa i nośniki: Innowacje nie ograniczają się do gazowego wodoru jako paliwa. Badane są alternatywy, takie jak ogniwa paliwowe zasilane amoniakiem (rozszczepianie amoniaku do wodoru w systemie ogniwa paliwowego lub nawet bezpośrednie ogniwa paliwowe na amoniak ze specjalnymi katalizatorami). Jeśli się to powiedzie, można by wykorzystać infrastrukturę amoniaku do transportu energii. Inny nowatorski pomysł: ciekłe organiczne nośniki wodoru (LOHC), które uwalniają wodór do ogniwa paliwowego na żądanie przy użyciu katalizatora. W 2023 roku naukowcy zademonstrowali także bezpośrednie ogniwo paliwowe na kwas mrówkowy, które może osiągnąć wysoką gęstość mocy – kwas mrówkowy przenosi wodór w postaci ciekłej i może być łatwiejszy w obsłudze niż H₂. Żadne z tych rozwiązań nie jest jeszcze komercyjne, ale wskazują one na elastyczne opcje paliwowe w przyszłości, co może przyspieszyć wdrażanie poprzez wykorzystanie najwygodniejszego nośnika wodoru dla danego zastosowania.
• Recykling ogniw paliwowych i drugie życie: W kontekście zrównoważonego rozwoju, ponieważ stosy ogniw paliwowych stopniowo się degradują, pojawia się pomysł, aby ponownie wykorzystywać zużyte ogniwa paliwowe z samochodów w zastosowaniach o niższym zapotrzebowaniu jako drugie życie (podobnie jak akumulatory z EV trafiają do magazynów stacjonarnych). Na przykład ogniwo paliwowe z samochodu, które spadło poniżej 80% początkowej wydajności (koniec życia dla jazdy), mogłoby być nadal używane w domowej jednostce CHP lub generatorze awaryjnym. Wymaga to modułowej konstrukcji, aby łatwo odnawiać lub ponownie zestawiać ogniwa. Niektórzy producenci samochodów wyrazili zainteresowanie tym rozwiązaniem, aby poprawić ogólną opłacalność i zrównoważenie cyklu życia ogniwa paliwowego.

Wiele z tych innowacji jest wspieranych przez działania kooperacyjne. Fuel Cell & Hydrogen Joint Undertaking w UE oraz konsorcja DOE w USA łączą laboratoria narodowe, środowisko akademickie i przemysł w celu rozwiązania tych wyzwań technicznych. Na przykład Fuel Cell Consortium for Performance and Durability (FC-PAD) DOE koncentruje się na zrozumieniu mechanizmów degradacji, aby opracować lepsze materiały. W Europie projekty takie jak CAMELOT (wspomniany w przykładzie SINTEF) mają na celu przesuwanie granic wydajności PEMFC poprzez nowatorskie konstrukcje norwegianscitechnews.com.

Warto również zauważyć szybki postęp w dziedzinie elektrolizerów (technologia lustrzana do produkcji wodoru). Choć nie są to ogniwa paliwowe per se, ulepszenia w technologii elektrolizerów (takie jak tańsze katalizatory, nowe typy membran oraz możliwość użycia zanieczyszczonej wody ts2.tech) bezpośrednio wspierają ekosystem ogniw paliwowych, czyniąc zielony wodór tańszym i bardziej dostępnym. IEA poinformowała, że globalna produkcja elektrolizerów wzrasta 25-krotnie, co obniży koszt zielonego wodoru i tym samym zachęci do szerszego wykorzystania ogniw paliwowych innovationnewsnetwork.com. Techniki takie jak wykorzystanie AI do sterowania systemem oraz cyfrowe bliźniaki do przewidywania konserwacji są również stosowane w systemach ogniw paliwowych, aby zmaksymalizować czas pracy i wydajność.

Podsumowując, ciągłe innowacje doprowadziły do namacalnych ulepszeń: nowoczesne ogniwa paliwowe mają około 5× dłuższą żywotność i 3× większą gęstość mocy przy ułamku kosztów w porównaniu do tych sprzed 20 lat. Jak podsumował prof. Gernot Stellberger, CEO EKPO Fuel Cell Technologies, w liście branżowym: „W EKPO sprawiamy, że ogniwo paliwowe staje się konkurencyjne – pod względem wydajności, kosztów i niezawodności.” Zaznacza jednak, że aby zrealizować te korzyści, „mobilność wodorowa jest gotowa do wdrożenia, ale wymaga zdecydowanego wsparcia politycznego, by zniwelować początkową różnicę kosztów.” hydrogen-central.com To podkreśla, że technologia to tylko jedna strona medalu; potrzebne są wspierające polityki, aby zwiększyć skalę produkcji i faktycznie osiągnąć redukcję kosztów dzięki tym innowacjom. W dalszej części przyjrzymy się aspektom politycznym i ekonomicznym, ale z technologicznego punktu widzenia dziedzina ogniw paliwowych jest bardzo dynamiczna, a przełomy pochodzą zarówno z laboratoriów materiałowych, garaży startupów, jak i korporacyjnych centrów B+R. Te innowacje dają pewność, że klasyczne wyzwania ogniw paliwowych (koszt, trwałość, zależność od katalizatorów) mogą zostać pokonane, otwierając drogę do powszechnego zastosowania.

Wpływ środowiskowy ogniw paliwowych

Ogniwa paliwowe są często przedstawiane jako „urządzenia bezemisyjne” – i rzeczywiście, podczas pracy na czystym wodorze ich jedynym produktem ubocznym jest para wodna. Przynosi to ogromne korzyści środowiskowe, zwłaszcza poprzez eliminację zanieczyszczeń powietrza i gazów cieplarnianych w miejscu użytkowania. Jednak aby w pełni ocenić wpływ środowiskowy, należy wziąć pod uwagę ścieżkę produkcji paliwa oraz czynniki związane z cyklem życia. Poniżej omawiamy zalety i wady środowiskowe ogniw paliwowych oraz ich miejsce w szerszej układance dekarbonizacyjnej:

• Zeroowa emisja z rury wydechowej/lokalna emisja: Pojazdy elektryczne z ogniwami paliwowymi (FCEV) oraz elektrownie z ogniwami paliwowymi nie wytwarzają na miejscu emisji związanych ze spalaniem. W przypadku pojazdów oznacza to brak CO₂, brak NOₓ, brak węglowodorów, brak cząstek stałych wydobywających się z rury wydechowej – jedynie wodę. W obszarach miejskich zmagających się z problemami jakości powietrza jest to ogromna zaleta. Każdy autobus z ogniwami paliwowymi, który zastępuje autobus dieslowski, eliminuje nie tylko CO₂, ale także szkodliwą sadzę dieslowską i NOₓ powodujące problemy z oddychaniem. To samo dotyczy zastosowań stacjonarnych: ogniwo paliwowe zasilane wodorem w centrum miasta dostarcza czystą energię bez zanieczyszczeń generowanych przez agregat dieslowski czy mikroturbinę. Może to znacząco poprawić jakość powietrza i zdrowie publiczne, szczególnie w gęsto zaludnionych lub zamkniętych środowiskach (np. wózki widłowe w magazynach – zamiana wózków na propan na ogniwa paliwowe oznacza brak gromadzenia się tlenku węgla w pomieszczeniach). Systemy ogniw paliwowych są również ciche, co zmniejsza zanieczyszczenie hałasem w porównaniu do generatorów silnikowych czy pojazdów.
• Emisje gazów cieplarnianych: Jeśli wodór (lub inne paliwo) jest produkowany ze źródeł odnawialnych lub niskoemisyjnych, ogniwa paliwowe oferują drogę do głębokiej dekarbonizacji zużycia energii. Na przykład samochód z ogniwem paliwowym zasilany wodorem z elektrolizy napędzanej energią słoneczną ma niemal zerową emisję CO₂ w całym cyklu życia – to prawdziwie zielona mobilność. Scenariusz Międzynarodowej Agencji Energetycznej dla osiągnięcia zerowej emisji netto do 2050 roku opiera się na wodorze i ogniwach paliwowych do dekarbonizacji ciężkiego transportu i przemysłu, gdzie bezpośrednia elektryfikacja jest trudna iea.org. Jednak źródło wodoru jest kluczowe. Obecnie około 95% wodoru powstaje z paliw kopalnych (reforming gazu ziemnego lub gazyfikacja węgla) bez wychwytywania CO₂ iea.org. Taki „szary” wodór powoduje znaczącą emisję CO₂ na etapie produkcji, około 9-10 kg CO₂ na 1 kg H₂ z gazu ziemnego. Użycie takiego wodoru w pojeździe z ogniwem paliwowym skutkowałoby emisją w całym cyklu życia porównywalną lub wyższą niż w przypadku hybrydowego samochodu benzynowego – w praktyce przesuwając emisje z rury wydechowej do zakładu produkującego wodór. Dlatego, aby osiągnąć korzyści klimatyczne, wodór musi być niskoemisyjny: albo „zielony wodór” poprzez elektrolizę z użyciem energii odnawialnej, albo „niebieski wodór” z produkcji z paliw kopalnych z wychwytem i składowaniem CO₂. Obecnie wodór niskoemisyjny odgrywa jedynie marginalną rolę (<1 Mt z ~97 Mt całkowitej produkcji wodoru w 2023 r.) iea.org, ale fala nowych projektów jest w toku i może to drastycznie zmienić do 2030 roku iea.org. IEA zauważa, że ogłoszone projekty, jeśli zostaną zrealizowane, doprowadzą do pięciokrotnego wzrostu produkcji niskoemisyjnego wodoru do 2030 roku iea.org. Dodatkowo, polityki takie jak amerykańska ulga podatkowa na wodór w ramach Inflation Reduction Act (do 3 USD/kg dla zielonego H₂) oraz strategia wodorowa UE ścigają się, by zwiększyć podaż czystego H₂ iea.org. Tymczasem niektóre projekty ogniw paliwowych wykorzystują „paliwa przejściowe”: np. wiele stacjonarnych ogniw paliwowych działa na gaz ziemny, ale osiąga redukcję CO₂ dzięki większej sprawności niż elektrownia spalająca paliwo (a w trybie kogeneracji – dzięki zastąpieniu oddzielnej produkcji ciepła). Na przykład ogniwo paliwowe o sprawności 60% emituje około połowę CO₂ na kWh w porównaniu z elektrownią sieciową o sprawności 33% na tym samym paliwie energy.gov. Jeśli połączyć to z biogazem (odnawialny gaz ziemny z odpadów), ogniwo paliwowe może być nawet neutralne lub ujemne pod względem emisji dwutlenku węgla. Wiele serwerów Bloom Energy jest na przykład zasilanych biogazem ze składowisk odpadów. W Kalifornii projekty ogniw paliwowych często wykorzystują skierowany biogaz, by wykazać bardzo niskie ślady CO₂.
• Sektory trudne do dekarbonizacji: Ogniwa paliwowe (i wodór) umożliwiają dekarbonizację tam, gdzie inne metody zawodzą. W ciężkim przemyśle (stal, chemikalia, transport dalekobieżny) bezpośrednia elektryfikacja jest trudna, a biopaliwa mają ograniczenia. Wodór może zastąpić węgiel w produkcji stali (poprzez bezpośrednią redukcję), a ogniwa paliwowe mogą dostarczać wysokotemperaturowe ciepło lub energię bez emisji. W transporcie ciężarowym baterie mogą nie poradzić sobie z ładunkami 40-tonowymi na dystansie 800 km bez niepraktycznego wzrostu masy; wodór w ogniwach paliwowych może. IEA podkreśla, że wodór i paliwa na bazie wodoru „mogą odgrywać ważną rolę w sektorach, gdzie emisje są trudne do ograniczenia, a inne rozwiązania są niedostępne lub trudne do wdrożenia”, takich jak przemysł ciężki i transport dalekobieżny iea.org. Do 2030 roku w scenariuszu zerowej emisji netto IEA, te sektory będą odpowiadać za 40% zapotrzebowania na wodór (w porównaniu do <0,1% obecnie) iea.org. Ogniwa paliwowe to urządzenia, które przekształcą ten wodór w użyteczną energię dla tych sektorów w sposób czysty.
• Efektywność energetyczna i CO₂ na km: Jeśli chodzi o efektywność, pojazdy z ogniwami paliwowymi są zazwyczaj bardziej energooszczędne niż silniki spalinowe, ale mniej wydajne niż pojazdy elektryczne na baterie. Samochód z ogniwem paliwowym PEM może mieć ~50–60% sprawności w przekształcaniu energii wodoru na napęd kół (plus pewne straty przy produkcji wodoru). BEV ma 70-80% sprawności od sieci do kół, podczas gdy samochód benzynowy to może 20-25%. Tak więc nawet użycie wodoru z gazu ziemnego w samochodzie z ogniwem paliwowym daje redukcję CO₂ w porównaniu do porównywalnego samochodu benzynowego, dzięki wyższej sprawności, ale nie tak dużą jak przy użyciu wodoru odnawialnego. Przy wodorze odnawialnym emisja CO₂ na km jest praktycznie zerowa. Ponadto, ponieważ ogniwa paliwowe utrzymują wysoką sprawność nawet przy częściowym obciążeniu, FCEV w jeździe miejskiej może mieć mniejszą stratę sprawności niż pojazd ICE w ruchu miejskim typu start-stop.
• Zanieczyszczenia i jakość powietrza: Omówiliśmy zanieczyszczenia z rur wydechowych, ale należy również wziąć pod uwagę emisje pośrednie. Produkcja wodoru z gazu ziemnego powoduje emisję CO₂ (chyba że jest on sekwestrowany), ale nie emituje lokalnych zanieczyszczeń wpływających na zdrowie ludzi. Zgazowanie węgla w celu produkcji wodoru, stosowane w niektórych miejscach, wiąże się z istotną emisją zanieczyszczeń, chyba że zostaną one oczyszczone – jednak ta metoda jest w odwrocie ze względu na wysoki ślad węglowy CO₂. Z drugiej strony, elektroliza praktycznie nie powoduje emisji do środowiska, jeśli jest zasilana odnawialnymi źródłami energii (może pojawić się para wodna z chłodni, jeśli to duża instalacja, ale to niewielka ilość). Zużycie wody to kolejny aspekt: same ogniwa paliwowe produkują wodę zamiast ją zużywać (ogniwo paliwowe PEM wytwarza około 0,7 litra wody na 1 kg zużytego H₂). Elektroliza do produkcji wodoru wymaga wody – około 9 litrów na 1 kg H₂. Jeśli wodór powstaje z gazu ziemnego, produkuje wodę zamiast ją zużywać (CH₄ + 2O₂ -> CO₂ + 2H₂O). Zatem wpływ na wodę zależy od ścieżki: zielony wodór zużywa wodę (ale stosunkowo niewielkie ilości; np. produkcja 1 tony H₂ (co stanowi dużą ilość energii) zużywa około 9-10 ton wody, co odpowiada ilości potrzebnej do wyprodukowania 1 tony stali, dla porównania). Niektóre firmy znajdują sposoby wykorzystania ścieków lub nawet wody morskiej do elektrolizy (niedawny przełom pozwolił elektrolizerom PEM pracować na zanieczyszczonej wodzie ts2.tech). Ogólnie rzecz biorąc, wodór/ogniwa paliwowe nie są bardzo wodochłonne w porównaniu np. z biopaliwami czy elektrowniami cieplnymi, a w niektórych zastosowaniach ogniwa paliwowe mogą nawet dostarczać wodę. System Toyota Tri-gen, na przykład, wytwarza 1 400 galonów wody dziennie jako produkt uboczny, którą wykorzystują do mycia samochodów pressroom.toyota.com.
• Wpływ na materiały i zasoby: Ogniwa paliwowe wykorzystują niektóre egzotyczne materiały (metale z grupy platynowców), ale w niewielkich ilościach. Jak wspomniano, ich ilość jest ograniczana i mogą być poddawane recyklingowi. Z perspektywy zasobów, przyszłość z milionami samochodów na ogniwa paliwowe wymagałaby pewnego zwiększenia podaży platyny, ale szacunki wskazują, że może to być rząd kilkuset dodatkowych ton do 2040 roku, co jest wykonalne, zwłaszcza przy recyklingu (w przeciwieństwie do baterii, które wymagają dużych ilości litu, kobaltu, niklu itp., co rodzi własne pytania o zrównoważony rozwój). Ponadto ogniwa paliwowe mogą zmniejszyć zależność od niektórych krytycznych minerałów: na przykład FCEV nie potrzebuje litu ani kobaltu na dużą skalę (tylko mały akumulator), co potencjalnie zmniejsza popyt na te łańcuchy dostaw, jeśli FCEV zdobędą znaczący udział. Sam wodór może być produkowany z różnych lokalnych zasobów (energia odnawialna, jądrowa, biomasa itp.), zwiększając bezpieczeństwo energetyczne i zmniejszając wpływ środowiskowy wydobycia/rafinacji ropy naftowej. Regiony z obfitymi odnawialnymi źródłami energii (słoneczne pustynie, wietrzne równiny) mogą eksportować energię w postaci wodoru bez konieczności budowy ogromnych linii przesyłowych.
• Porównanie z alternatywami: Warto porównać ogniwa paliwowe z innymi rozwiązaniami, takimi jak elektryczne pojazdy akumulatorowe (BEV) czy biopaliwa, z perspektywy środowiskowej. BEV mają wyższą sprawność, ale wiążą się z wpływem produkcji (wydobycie surowców do dużych akumulatorów itp.) i nadal wymagają czystej sieci energetycznej, by rzeczywiście były niskoemisyjne. Ogniwa paliwowe przenoszą obciążenie środowiskowe na produkcję wodoru – która, jeśli jest prowadzona w sposób czysty, może mieć bardzo niski wpływ. W praktyce prawdopodobnie będzie istniał miks tych rozwiązań. Wielu ekspertów postrzega ogniwa paliwowe i akumulatory jako komplementarne: akumulatory do krótszych dystansów i lekkich pojazdów, ogniwa paliwowe do cięższych, dalekodystansowych zastosowań. Takie połączone podejście, jak podkreślono w liście prezesów firm z UE, może faktycznie zminimalizować całkowite koszty systemowe i infrastrukturę – a przypuszczalnie także wpływ na środowisko – poprzez wykorzystanie każdego tam, gdzie jest optymalne hydrogen-central.com.
• Wyciek wodoru: Subtelnym zagadnieniem środowiskowym, które jest badane, jest wpływ wycieku wodoru na atmosferę. Sam wodór nie jest gazem cieplarnianym, ale jeśli wycieka, może wydłużać czas życia metanu i pośrednio przyczyniać się do ocieplenia. Badania analizują to ryzyko; Hydrogen Council podkreśla, że utrzymanie niskiego poziomu wycieków (co jest osiągalne dzięki dobrej inżynierii) jest ważne. Nawet w najgorszym przypadku efekt ocieplający wyciekającego H₂ jest znacznie niższy niż wycieków CO₂ lub metanu o równoważnej zawartości energii. Niemniej jednak branża opracowuje czujniki i procedury, by zminimalizować wszelkie straty podczas produkcji, transportu i wykorzystania wodoru.

Sumarycznie, perspektywy środowiskowe dla ogniw paliwowych są bardzo pozytywne pod warunkiem, że wodór pochodzi z czystych źródeł. Dlatego tak wiele inwestycji kierowanych jest na rozwój zielonego wodoru. Międzynarodowa Agencja Energetyczna podkreśla, że choć dynamika jest silna (60 krajów ma strategie wodorowe), musimy „stworzyć popyt na wodór o niskiej emisji i odblokować inwestycje w celu zwiększenia produkcji i obniżenia kosztów”, w przeciwnym razie gospodarka wodorowa nie spełni swojej środowiskowej obietnicy iea.org. Obecnie zaledwie 7% ogłoszonych projektów niskoemisyjnego wodoru osiągnęło ostateczne decyzje inwestycyjne, często z powodu braku wyraźnego popytu lub wsparcia politycznego iea.org. Jest to luka, którą obecnie mają wypełnić nowe polityki (więcej o tym w następnej sekcji).

Można zauważyć gwałtowną zmianę: na przykład na początku 2025 roku Departament Skarbu USA sfinalizował zasady dotyczące ulgi podatkowej na produkcję wodoru w ramach IRA, zapewniając inwestorom pewność iea.org. Europa uruchomiła aukcje Hydrogen Bank, aby subsydiować odbiór zielonego H₂ iea.org. Działania te powinny pobudzić produkcję większej ilości wodoru niskoemisyjnego, co bezpośrednio poprawia ślad środowiskowy każdej wdrożonej ogniwa paliwowego. Już teraz globalne inwestycje w wodór niskoemisyjny mają wzrosnąć o około 70% w 2025 roku do prawie 8 miliardów dolarów, po 60% wzroście w 2024 roku ts2.tech. Krótko mówiąc, im czystszy wodór, tym bardziej ekologiczne ogniwo paliwowe – a cała branża szybko działa, by zapewnić czyste dostawy wodoru.

Z szerszej perspektywy ogniwa paliwowe przyczyniają się do zrównoważonego rozwoju środowiska nie tylko poprzez ograniczenie emisji, ale także umożliwiając dywersyfikację energetyczną i odporność. Mogą wykorzystywać nadwyżki energii odnawialnej (zapobiegając marnotrawstwu/ograniczeniom), a także dostarczać czystą energię w odległych lub dotkniętych katastrofami miejscach (wspierając potrzeby ludzi i ekosystemów). W połączeniu z odnawialnymi źródłami energii umożliwiają wycofanie paliw kopalnych w sektorach wcześniej uznawanych za trudne do dekarbonizacji, ograniczając zarówno zanieczyszczenie, jak i wpływ na klimat. Jak trafnie ujął to prezes Air Liquide François Jackow: „Wodór jest kluczową dźwignią dekarbonizacji dla przemysłu i mobilności oraz filarem przyszłej odporności energetycznej i przemysłowej.” hydrogen-central.com Ogniwa paliwowe to konie robocze, które zamieniają ten wodór w praktyczną energię bez zanieczyszczeń.

Podsumowując, technologia ogniw paliwowych oferuje znaczące korzyści środowiskowe: czyste powietrze, niższą emisję gazów cieplarnianych i integrację odnawialnych źródeł energii. Główną ostrożność należy zachować, by nie przenosić emisji „w górę łańcucha” poprzez wykorzystanie wodoru z paliw kopalnych – to kwestia przejściowa, którą aktywnie rozwiązują odpowiednia polityka i trendy rynkowe. Wraz ze wzrostem produkcji zielonego wodoru, ogniwa paliwowe mogą dostarczać prawdziwie zeroemisyjną energię w wielu zastosowaniach. Połączenie braku emisji z rury wydechowej i coraz częściej zeroemisyjnego źródła paliwa sprawia, że ogniwa paliwowe stają się filarem wielu krajowych strategii klimatycznych i korporacyjnych planów zrównoważonego rozwoju. Jasne jest, że jeśli chodzi o ograniczanie zanieczyszczeń i walkę ze zmianami klimatu, ogniwa paliwowe są raczej sojusznikiem niż zagrożeniem – co potwierdzają naukowcy i decydenci na całym świecie.

Opłacalność ekonomiczna i trendy rynkowe

Ekonomia ogniw paliwowych od dawna jest przedmiotem analiz. Historycznie ogniwa paliwowe były drogimi, zaawansowanymi technologicznie ciekawostkami, na które mogły sobie pozwolić jedynie misje kosmiczne lub projekty demonstracyjne. Jednak w ciągu ostatniej dekady koszty znacznie spadły i wiele zastosowań ogniw paliwowych zbliża się do opłacalności ekonomicznej – zwłaszcza przy wsparciu politycznym i większych wolumenach produkcji. W tej części oceniamy ekonomiczną wykonalność ogniw paliwowych w różnych sektorach oraz analizujemy obecne trendy rynkowe, w tym inwestycje, prognozy wzrostu i wpływ inicjatyw politycznych na kształtowanie rynku.

Trajektorie kosztów i konkurencyjność

Koszty systemów ogniw paliwowych mierzy się jako koszt na kilowat (dla stacjonarnych i samochodowych stosów) lub całkowity koszt systemu na jednostkę (np. autobus lub samochód). Na obniżenie kosztów wpłynęło kilka czynników:

• Produkcja wolumenowa: Wraz ze wzrostem produkcji z kilkudziesięciu do tysięcy sztuk pojawiają się efekty skali. Toyota, na przykład, obniżyła koszt stosu ogniwa paliwowego Mirai o około 75% z pierwszej do drugiej generacji dzięki produkcji masowej i uproszczeniu konstrukcji. Mimo to, FCEV są nadal droższe na starcie niż porównywalne pojazdy spalinowe czy nawet bateryjne ze względu na niskie wolumeny i kosztowne komponenty (Mirai kosztuje około 50 tys. dolarów przed uwzględnieniem dopłat). Amerykański DOE zakłada osiągnięcie parytetu kosztów z silnikami spalinowymi przy dużych wolumenach do 2030 roku (~30 USD/kW dla systemu ogniwa paliwowego).
• Redukcja platyny: Omówiliśmy techniczne sposoby ograniczania platyny; ekonomicznie platyna stanowi dużą część kosztu stosu. Zmniejszenie ilości lub użycie platyny z recyklingu może obniżyć koszt stosu o tysiące dolarów. Obecnie 80 kW samochodowe ogniwo paliwowe może zawierać 10-20 g platyny (w zależności od konstrukcji) – przy cenie 30 USD/gram to 300-600 USD za platynę, co nie jest ogromną kwotą, ale jest zauważalne. W przypadku pojazdów ciężarowych stosy są większe, ale podejmowane są działania, by ilość platyny na kW nadal spadała. Tymczasem stacjonarne MCFC i SOFC całkowicie unikają platyny, co pomaga w kosztach materiałowych (choć mają inne drogie materiały i procesy montażowe).
• System Balance of Plant (BoP): Komponenty inne niż stos, takie jak sprężarki, nawilżacze, elektronika mocy, zbiorniki itp., znacząco wpływają na koszt. Tu również pomaga wolumen i dojrzałość łańcucha dostaw. W pojazdach zbiorniki na wodór z włókna węglowego to główny koszt (często równy kosztowi stosu ogniwa paliwowego). Te koszty spadają o około 10-20% przy podwojeniu wolumenu. Branża bada alternatywne metody magazynowania (np. wodorki metali lub tańsze włókna), ale w najbliższym czasie chodzi o skalowanie produkcji kompozytów. UE i Japonia mają programy, by do 2030 roku obniżyć koszty zbiorników o połowę dzięki automatyzacji i nowym materiałom. W przypadku zastosowań stacjonarnych BoP obejmuje reformery (jeśli używany jest gaz ziemny), inwertery, wymienniki ciepła – tu również pomaga standaryzacja i skala.
• Koszty paliwa: Opłacalność ekonomiczna zależy również od ceny wodoru (lub metanolu itp.). Obecnie paliwo wodorowe może być drogie na wczesnych rynkach. Na publicznych stacjach H₂ w Kalifornii lub Europie wodór często kosztuje 10-15 USD za kg (co odpowiada energetycznie 4-6 USD/galon benzyny). Oznacza to, że tankowanie FCEV może być podobne lub nieco droższe niż benzyna na milę (choć w porównaniu do kosztu energii elektrycznej dla EV, jest wyższe). Jednak koszty spadają wraz z uruchamianiem większej produkcji. Hydrogen Shot amerykańskiego DOE dąży do osiągnięcia 1 USD za kg wodoru do 2031 roku innovationnewsnetwork.com. Choć to ambitny cel, nawet 3 USD/kg (z OZE lub SMR+CCS) sprawiłoby, że eksploatacja FCEV na wodór byłaby bardzo tania na milę, biorąc pod uwagę, że samochody na ogniwa paliwowe są 2-3× bardziej wydajne niż ICE. W ujęciu przemysłowym, koszty zielonego wodoru spadły do około 4-6 USD/kg w 2025 roku w najlepszych przypadkach (przy bardzo taniej energii odnawialnej), a niebieski wodór może kosztować 2-3 USD/kg. Nowy amerykański kredyt podatkowy (do 3 USD/kg) może skutecznie sprawić, że zielony wodór będzie kosztował producentów w USA nawet 1-2 USD/kg, co prawdopodobnie przełoży się na ceny detaliczne poniżej 5 USD w nadchodzących latach. Europejskie projekty zielonego wodoru w ramach Hydrogen Bank również mają na celu kontraktowanie po około 4-5 €/kg lub mniej. Wszystko to oznacza, że bariera kosztów paliwa jest pokonywana, co poprawi opłacalność eksploatacji ogniw paliwowych w porównaniu do paliw konwencjonalnych. Dla ciężarówek dalekobieżnych wodór po 5 USD/kg jest mniej więcej równy kosztowo na milę z olejem napędowym po 3 USD/galon, biorąc pod uwagę przewagę wydajnościową ciężarówki na ogniwa paliwowe.
• Zachęty i ceny emisji CO₂: Rządowe zachęty obecnie przechylają opłacalność na korzyść ogniw paliwowych. Wiele krajów oferuje dotacje lub ulgi podatkowe: np. USA przyznaje do 7 500 USD ulgi podatkowej na samochody na ogniwa paliwowe (tak jak na EV), Kalifornia dodaje własne zachęty, a kilka krajów UE oferuje dotacje na zakup FCEV (Francja oferuje 7 000 € na samochód H₂, Niemcy zwalniają z podatku drogowego itp.). Dla autobusów i ciężarówek istnieją duże programy współfinansowania publicznego (JIVE UE sfinansował ponad 300 autobusów, HVIP Kalifornii pokrywa dużą część kosztów ciężarówki H₂). Stacjonarne ogniwa paliwowe korzystają z ulg podatkowych (30% ITC w USA fuelcellenergy.com) i programów takich jak japońskie dotacje CHP. Ponadto, jeśli ceny emisji CO₂ lub regulacje emisji się zaostrzą, koszt emisji CO₂ wzrośnie – co faktycznie będzie sprzyjać technologiom zeroemisyjnym, takim jak ogniwa paliwowe. Na przykład, w ramach europejskich regulacji flotowych CO₂ i potencjalnych przyszłych mandatów paliwowych, użycie zielonego wodoru może generować kredyty, które można spieniężyć. Ten krajobraz polityczny będzie kluczowy w ciągu najbliższych 5-10 lat, aby przejść do samowystarczalnych wolumenów rynkowych.

Obecna konkurencyjność: W niektórych niszach ogniwa paliwowe są już konkurencyjne ekonomicznie lub bliskie tej konkurencyjności:

• Wózki widłowe magazynowe: Wózki widłowe z ogniwami paliwowymi przewyższają te na baterie pod względem czasu pracy i efektywności pracy w dużych flotach. Firmy takie jak Walmart odkryły, że pomimo wyższych nakładów inwestycyjnych, zyski w przepustowości (brak wymiany baterii, bardziej stabilna moc) oraz oszczędność miejsca (brak potrzeby wydzielania pomieszczenia do ładowania) sprawiają, że ogniwa paliwowe są finansowo atrakcyjne innovationnewsnetwork.com. Doprowadziło to do wdrożenia dziesiątek tysięcy takich urządzeń w modelu leasingowym przez Plug Power. CEO Plug Power zauważył, że te wózki widłowe mogą mieć atrakcyjny zwrot z inwestycji w miejscach o wysokim wykorzystaniu – dlatego Amazon, Walmart, Home Depot itd. zaangażowały się w to wcześnie.
• Autobusy: Autobusy z ogniwami paliwowymi są nadal droższe na starcie niż autobusy dieslowskie czy bateryjne. Jednak niektóre agencje transportowe wyliczają, że na niektórych trasach (dalekodystansowych, w zimnym klimacie lub przy dużym obciążeniu) potrzebują mniej autobusów wodorowych niż bateryjnych (dzięki szybszemu tankowaniu i większemu zasięgowi). Przykładem jest przypadek Wiednia, gdzie 12 BEB (autobusów elektrycznych na baterie) zastąpiono 10 FCEB (autobusami z ogniwami paliwowymi) sustainable-bus.com. W perspektywie 12 lat, jeśli koszty wodoru spadną, a utrzymanie będzie porównywalne, całkowity koszt posiadania (TCO) może się zrównać. Wstępne dane pokazują, że autobusy z ogniwami paliwowymi mają krótsze przestoje niż pierwsze autobusy bateryjne w niektórych flotach, co może przynosić oszczędności.
• Ciężarówki dalekobieżne: Tutaj diesel jest trudnym do pokonania konkurentem pod względem kosztów. Ciężarówki z ogniwami paliwowymi mają wyższy koszt początkowy (obecnie może to być 1,5-2× kosztu diesla), a wodór nie jest jeszcze tańszy od diesla w przeliczeniu na milę. Jednak przy spodziewanej produkcji seryjnej pod koniec lat 20. XXI wieku (Daimler, Volvo, Hyundai planują produkcję seryjną) oraz wspomnianych zmianach cen paliw, ekonomia może się odwrócić. Szczególnie jeśli regulacje dotyczące zerowej emisji zmuszą firmy transportowe do rezygnacji z diesla, ogniwa paliwowe mogą być preferowanym wyborem na długie trasy ze względu na ekonomikę operacyjną (ładowność i wykorzystanie). Niedawne badanie ACT Research przewiduje, że ciężarówki FCEV mogą osiągnąć parytet TCO z dieslem w niektórych segmentach ciężkiego transportu do połowy lat 30. XXI wieku, jeśli cena wodoru spadnie do około 4 USD/kg. Kalifornia i Europa już sygnalizują wycofywanie sprzedaży diesla w latach 30. XXI wieku, co tworzy uzasadnienie biznesowe do wczesnych inwestycji w ciężarówki z ogniwami paliwowymi.
• Moc stacjonarna: W przypadku zasilania podstawowego, ogniwa paliwowe wciąż często mają wyższy koszt kapitałowy na kW niż elektrownie sieciowe lub silniki. Mogą jednak konkurować pod względem niezawodności i emisji tam, gdzie są one cenione. Na przykład centra danych mogą wykorzystywać ogniwa paliwowe wraz z siecią w konfiguracji eliminującej potrzebę stosowania generatorów zapasowych i systemów UPS, co potencjalnie rekompensuje koszty. Microsoft odkrył, że używając ogniwa paliwowego o mocy 3 MW zamiast agregatów diesla, całkowite koszty mogą być rozsądne po uwzględnieniu eliminacji części infrastruktury energetycznej carboncredits.com. W regionach o wysokich kosztach energii elektrycznej (np. wyspy lub odległe obszary korzystające z generatorów diesla po $0,30/kWh), ogniwa paliwowe zasilane lokalnie produkowanym wodorem lub amoniakiem mogą stać się opłacalnymi, czystymi zamiennikami. Rządy są również skłonne płacić więcej za korzyści środowiskowe i odporność sieci, poprzez programy takie jak NYSERDA, które finansują wczesne wdrożenia nyserda.ny.gov. Z czasem, jeśli zostaną wprowadzone koszty emisji dwutlenku węgla lub surowe limity zanieczyszczeń dla agregatów (niektóre miasta rozważają zakaz nowych zapasowych generatorów diesla dla dużych budynków), ogniwa paliwowe zyskują przewagę ekonomiczną.
• Mikro-Kogeneracja (Micro-CHP): Domowe jednostki mikro-CHP oparte na ogniwach paliwowych są wciąż dość drogie (kilkadziesiąt tysięcy dolarów), ale w Japonii, dzięki dotacjom i wysokiej cenie energii z sieci oraz skroplonego gazu ziemnego, stały się opłacalne dla wczesnych użytkowników. Koszty spadły o połowę od czasu wprowadzenia, a producenci dążą do dalszego ich obniżenia dzięki masowej produkcji. Jeśli koszty paliwa (gaz ziemny lub wodór) pozostaną rozsądne i jeśli istnieje wartość w posiadaniu zasilania awaryjnego (po katastrofach itp.), niektórzy właściciele domów lub firmy mogą zapłacić więcej za CHP na ogniwach paliwowych dla bezpieczeństwa energetycznego i efektywności.

Kluczowym wskaźnikiem często przytaczanym jest współczynnik uczenia się: historycznie, ogniwa paliwowe wykazywały współczynniki uczenia się na poziomie około 15-20% (co oznacza, że każde podwojenie skumulowanej produkcji obniża koszt o ten procent). W miarę wzrostu produkcji na rynkach pojazdów ciężkich i zastosowań stacjonarnych, można oczekiwać dalszych spadków kosztów.

Wzrost rynku i trendy

Rynek ogniw paliwowych znajduje się w fazie wzrostu. Oto kilka zauważalnych trendów na rok 2025:

• Wzrost przychodów i wolumenu: Zgodnie z badaniami rynkowymi, globalny rynek ogniw paliwowych (we wszystkich zastosowaniach) rośnie w ostatnich latach o około 25%+ rocznie. Segment pojazdów elektrycznych z ogniwami paliwowymi w szczególności ma rosnąć w tempie ponad 20% CAGR do 2034 roku globenewswire.com. Na przykład rynek pojazdów z ogniwami paliwowymi ma wzrosnąć z około 3 mld USD w 2025 roku do około 18 mld USD do 2034 roku globenewswire.com. Podobnie, rynek stacjonarnych ogniw paliwowych oraz rynek urządzeń przenośnych odnotowują dwucyfrowe tempo wzrostu. W 2022 roku globalna liczba dostaw ogniw paliwowych przekroczyła 200 000 sztuk (głównie małe jednostki APU i urządzenia do obsługi materiałów), a liczba ta rośnie wraz z pojawianiem się nowych modeli ciężarówek i samochodów.
• Geograficzne hotspoty: Azja (Japonia, Korea Południowa, Chiny) przoduje w zastosowaniach stacjonarnych i jest silna w pojazdach (chińska ofensywa autobusów/ciężarówek, japońskie pojazdy osobowe i stacjonarne, koreańskie elektrownie i pojazdy). Region Azji i Pacyfiku zdominował rynek FCEV w 2024 roku dzięki dużemu udziałowi programów samochodów osobowych w Japonii i Korei oraz pojazdów użytkowych w Chinach globenewswire.com. Zintegrowana strategia Chin z krajowymi subsydiami i lokalnymi klastrami (np. Szanghaj, Guangdong) szybko zwiększa wdrożenia globenewswire.com. Europa obecnie intensywnie inwestuje w infrastrukturę wodorową i pojazdy; kraje takie jak Niemcy mają już 100 stacji H₂ i chcą setek kolejnych globenewswire.com, a Europa finansuje wiele wdrożeń pojazdów (plany na setki ciężarówek przez H2Accelerate, 1 200 autobusów do połowy dekady sustainable-bus.com itd.). Ameryka Północna (szczególnie Kalifornia) ma ogniska zaawansowanej adopcji – Kalifornia ma około 50 publicznych stacji H₂ i planuje 200 do 2025 roku, by obsłużyć dziesiątki tysięcy FCEV. Nowe amerykańskie huby wodorowe (z przyznanym finansowaniem 8 mld USD pod koniec 2023 r.) dodatkowo pobudzą regionalny wzrost rynku, zapewniając infrastrukturę wodorową w miejscach takich jak Wybrzeże Zatoki, Środkowy Zachód, Kalifornia itd. Tymczasem nowe rynki jak Indie eksplorują ogniwa paliwowe (Indie uruchomiły pierwszy testowy autobus H₂ w 2023 r. i zaprezentowały prototyp ciężarówki na ogniwa paliwowe w 2025 r. globenewswire.com). Indyjski rząd w ramach Narodowej Misji Wodorowej inwestuje w projekty demonstracyjne (np. autobusy wodorowe w Ladakhu globenewswire.com).
• Inwestycje korporacyjne i partnerstwa: Duzi gracze branżowi obstawiają zakłady. Producenci samochodów: Toyota, Hyundai, Honda są obecni od dawna, teraz dołączają BMW (które ogłosiło limitowaną serię wodorowego SUV-a w 2023 r.) oraz firmy takie jak GM (rozwijające moduły ogniw paliwowych dla lotnictwa i wojska oraz dostarczające ogniwa Hydrotec partnerom takim jak Navistar do ciężarówek). Producenci ciężarówek: oprócz joint venture Daimlera i Volvo, aktywne są także inne firmy, takie jak Nikola, Hyundai (z programem XCIENT w Europie i planami na USA), Toyota Hino (rozwijająca ciężarówki na ogniwa paliwowe), Kenworth (współpracujący z Toyotą przy demonstracji ciężarówki portowej). Firmy kolejowe i lotnicze: Alstom (pociągi), Airbus (z MTU oraz partnerstwem z Ballard przy silniku demonstracyjnym) oraz startupy takie jak ZeroAvia (wspierane przez linie lotnicze) sygnalizują zainteresowanie w różnych sektorach.

Łańcuch dostaw również przechodzi konsolidację i przyciąga inwestycje. Dużym ruchem było przejęcie przez Honeywell działu katalizatorów do ogniw paliwowych i elektrolizerów firmy Johnson Matthey za 1,8 miliarda funtów w 2025 roku, co pokazuje, że uznane firmy przemysłowe pozycjonują się pod gospodarkę wodorową ts2.tech. Startupy produkujące wodór otrzymują finansowanie od gigantów naftowych i gazowych (np. BP inwestuje w startup elektrolizerowy Hystar i firmę LOHC Hydrogenious). W rzeczywistości firmy naftowe i gazowe zwiększyły swoje zaangażowanie – globalna analiza inwestycji korporacyjnych wykazała, że w pierwszej połowie 2025 roku firmy naftowe i gazowe potroiły inwestycje w startupy wodorowe w porównaniu z rokiem poprzednim, co przeczy narracji o słabnącym zainteresowaniu globalventuring.com. Zabezpieczają się na przyszłość, w której wodór będzie istotnym nośnikiem energii. Przykłady to inwestycje Shell w sieci tankowania wodoru, TotalEnergies w projekty produkcji wodoru oraz partnerstwa takie jak Chevron z Toyotą w zakresie infrastruktury wodorowej.

• IPO i giełda: Wiele firm zajmujących się wyłącznie ogniwami paliwowymi jest notowanych na giełdzie (Plug Power, Ballard Power, Bloom Energy, FuelCell Energy). Ich wyniki giełdowe były zmienne, często reagując na wiadomości dotyczące polityki. W 2020 roku gwałtownie wzrosły wraz z modą na wodór, w latach 2022–2023 wiele z nich ostygło z powodu wolniejszego niż oczekiwano osiągania rentowności, ale w latach 2024–2025 pojawił się nowy optymizm, gdy zaczęły napływać rzeczywiste zamówienia i uruchomiono finansowanie rządowe. Na przykład Ballard w 2025 roku otrzymał największe dotychczas zamówienia na ogniwa paliwowe do autobusów (ponad 90 silników dla europejskich producentów autobusów) nz.finance.yahoo.com, i koncentruje się ponownie na kluczowych rynkach po objęciu stanowiska przez nowego CEO hydrogeninsight.com. Bloom Energy rozwija produkcję i wchodzi na nowe rynki, takie jak produkcja wodoru za pomocą odwracalnych ogniw SOFC. Plug Power, mimo wyzwań w realizacji celów finansowych, buduje pełną sieć zielonego wodoru i odnotował ponad 1 miliard dolarów przychodu w 2024 roku, z ambitnymi planami rozwoju (choć także dużymi wydatkami) fool.com. Krótko mówiąc, sektor przeszedł od czysto B+R do generowania przychodów, ale rentowność w całej branży jest jeszcze oddalona o kilka lat, gdy firmy się skalują.
• Fuzje i współprace: Obserwujemy współprace transgraniczne i międzybranżowe: np. Daimler, Shell i Volvo współpracują nad ekosystemami wodorowego transportu ciężarowego; Toyota współpracuje z Air Liquide i Hondą nad infrastrukturą w Japonii/UE; Hydrogen Council (założona w 2017) ma już ponad 140 członków korporacyjnych, którzy uzgadniają strategie. Warto zauważyć, że powstają międzynarodowe współprace: w 2023 roku ogłoszono partnerstwo w celu transportu wodoru (w postaci amoniaku) z Australii do Japonii na potrzeby produkcji energii – co może się wiązać z zasilaniem ogniw paliwowych, jeśli ogniwa zasilane amoniakiem zostaną skomercjalizowane. Kraje europejskie współpracują: projekt IPCEI (Ważne Projekty Wspólnego Europejskiego Zainteresowania) Hydrogen łączy miliardy euro z krajów UE na rozwój wszystkiego – od elektrolizerów po pojazdy z ogniwami paliwowymi iea.org. „Belgia, Niemcy i Holandia wzywają do jasnej europejskiej strategii wzmacniającej rynek wodoru,” zauważa jeden z artykułów, podkreślając regionalną współpracę blog.ballard.com.
• Wyzwania rynkowe i dostosowania: Wraz z szybkim wzrostem pojawiają się także pewne trzeźwiące korekty. Raport H2View H1 2025 zauważył, że „rzeczywistość zaczęła doskwierać” branży wodorowej, gdy niektóre startupy upadły, a duzi gracze, tacy jak Statkraft, wstrzymali projekty z powodu wysokich kosztów lub niepewnego popytu h2-view.com. Podkreślono jednak, że to strategiczna ewolucja, a nie wycofanie – inwestorzy teraz wymagają jaśniejszych modeli biznesowych i przepływów pieniężnych w krótkim terminieh2-view.com. To zdrowe dla długoterminowej stabilności. Na przykład w 2025 roku BP wycofało się z dużego projektu zielonego wodoru w Holandii, koncentrując się na podstawowej działalności, ale projekt był kontynuowany pod nowym kierownictwem ts2.tech. Również dramatyczna historia Nikola: po początkowym szumie firma napotkała problemy finansowe i skandal założyciela, a w 2023 roku jej działalność w zakresie ciężarówek bateryjnych miała trudności. Jednak w 2025 roku nowy podmiot „Hyroad” przejął aktywa i własność intelektualną ciężarówek wodorowych Nikoli po bankructwie, by kontynuować tę wizję h2-view.com. Te epizody odzwierciedlają przejście od entuzjastycznej fazy początkowej do bardziej racjonalnej, opartej na partnerstwach fazy wzrostu.
• Sygnały polityczne i regulacyjne: Rynki reagują także na nadchodzące regulacje. Kalifornijska reguła Advanced Clean Trucks oraz unijne normy CO₂ de facto wymagają, by część nowych ciężarówek była zeroemisyjna – co napędza zamówienia na ciężarówki wodorowe obok bateryjnych. W Kalifornii na przykład porty i firmy transportowe wiedzą, że muszą już teraz zacząć kupować pojazdy ZE, by osiągnąć cele na 2035 rok (gdy sprzedaż diesli może być zakazana). Chiny stosują program Fuel Cell Vehicle City Cluster: dotacje otrzymują koalicje miast wdrażające określoną liczbę FCEV, z celem osiągnięcia 50 000 FCEV do 2025 roku, jak wspomniano. Tego typu mandaty dają producentom pewność, że jeśli wyprodukują pojazdy na ogniwa paliwowe, będzie na nie rynek, co zachęca do inwestycji.
• Ekspansja infrastruktury wodorowej: Trend rynkowy ściśle powiązany z ogniwami paliwowymi to rozbudowa infrastruktury tankowania. Ponad 1 000 stacji wodorowych ma powstać na świecie do 2025 roku (wzrost z około 550 w 2021). Ponad 100 stacji w Niemczech już obsługuje istniejące samochody globenewswire.com, a do 2025 roku planowanych jest 400; Japonia celuje w 320 do 2025 roku. Co ciekawe, Chiny miały ponad 250 stacji do 2025 roku i budują je szybko. USA pozostaje w tyle, ale Ustawa Infrastrukturalna przeznaczyła środki na korytarze H₂ oraz prywatne inicjatywy (takie jak Truck stops by Nikola, Plug Power, Shell w fazie rozwoju). Nowe technologie tankowania (np. dystrybutory o wysokiej wydajności 700 bar dla ciężarówek lub tankowanie ciekłego wodoru) pojawiają się na rynku. W 2023 roku pierwsza stacja tankowania ciekłego wodoru o dużej wydajności dla ciężarówek została otwarta w Niemczech przez Daimlera i partnerów. Ponadto, nowe standardy (takie jak aktualizacje protokołu tankowania SAE J2601) poprawiają niezawodność i szybkość tankowania, co zwiększa akceptację użytkowników i przepustowość stacji.
• Perspektywy rynkowe: Patrząc w przyszłość, prognozy branżowe są optymistyczne. IDTechEx przewiduje dziesiątki tysięcy ciężarówek z ogniwami paliwowymi na drogach do 2030 roku na całym świecie, a być może ponad 1 milion FCEV wszelkiego rodzaju. Do 2040 roku ogniwa paliwowe mogą zdobyć znaczący udział w sprzedaży pojazdów ciężarowych (niektóre szacunki mówią o 20-30% ciężkich ciężarówek). Stacjonarne ogniwa paliwowe mogą przekroczyć 20 GW skumulowanej mocy zainstalowanej do 2030 roku (zaledwie kilka GW obecnie), gdy kraje takie jak Korea Południowa, Japonia, a być może USA (z wodorowymi hubami i celami sieci net-zero) wdrażają je jako czyste, stabilne źródło energii. Hydrogen Council przewiduje, że wodór zaspokoi 10-12% końcowego zapotrzebowania na energię do 2050 roku w scenariuszu 2°C, co oznacza miliony ogniw paliwowych w pojazdach, budynkach i wytwarzaniu energii. W krótkim okresie, najbliższe 5 lat (2025-2030) to kluczowe lata skalowania: przejście od demonstracji i małych serii do masowej produkcji w wielu sektorach.

Liderzy branży podkreślają konieczność wsparcia w trakcie tego procesu skalowania. Wspólny list 30 prezesów w Europie ostrzegł, że bez szybkich działań „mobilność wodorowa w Europie utknie w martwym punkcie”, i wezwał do skoordynowanego wdrażania infrastruktury oraz włączenia wodoru do głównych inicjatyw hydrogeneurope.eu. Zwrócili uwagę, że podwójna infrastruktura (baterie + wodór) może zaoszczędzić setki miliardów na unikniętych modernizacjach sieci hydrogen-central.com, co stanowi silny argument ekonomiczny dla rządów, by inwestować w wodór równolegle z elektryfikacją.

Jeśli chodzi o inwestycje, poza wydatkami korporacyjnymi, rządy mobilizują środki finansowe. UE przeznaczyła 470 mln euro w 2023 roku na badania i rozwój oraz wdrażanie wodoru w ramach programów Horizon i Hydrogen Europe clean-hydrogen.europa.eu. Amerykańskie programy wodorowe DOE otrzymały zwiększone finansowanie (ponad 500 mln USD rocznie) oraz 8 mld USD na huby. Rząd Chin oferuje dotacje w wysokości około 1 500 USD za 1 kW ogniwa paliwowego dla pojazdów w ramach swojego programu klastrowego. Łącznie te działania wpompują w tę dekadę dziesiątki miliardów w sektor, zmniejszając ryzyko dla prywatnych inwestorów.

Aby zobrazować dynamikę rynku na konkretnym przykładzie: Hyundai w 2025 roku wprowadził na rynek ulepszonego SUV-a NEXO i ogłosił plany wprowadzenia wersji z ogniwami paliwowymi wszystkich swoich modeli pojazdów użytkowych. W Europie Toyota rozpoczęła wdrażanie modułów ogniw paliwowych (z Mirai) do autobusów Hino i Caetanobus, a nawet do projektu ciężarówki Kenworth w USA. Nikola i Iveco budują fabrykę w Niemczech produkującą ciężarówki z ogniwami paliwowymi, celując w setki sztuk rocznie do 2024-2025. Przy takiej mocy produkcyjnej dostępnej na rynku, produkty będą dostępne – wtedy wszystko zależy od klientów i infrastruktury tankowania.

Już teraz pojawiają się „prawdziwe zamówienia”: np. w 2025 roku Talgo (producent pociągów) zamówił ogniwa paliwowe Ballard do hiszpańskich pociągów wodorowych, Sierra Northern Railway zamówiła silnik ogniwa paliwowego o mocy 1,5 MW do lokomotywy (Ballard) money.tmx.com, First Mode zamówił 60 ogniw paliwowych Ballard do modernizacji ciężarówek górniczych na napęd wodorowy blog.ballard.com. To nie są projekty naukowe, lecz komercyjne kontrakty mające na celu dekarbonizację działalności. Takie projekty wczesnych użytkowników w kolejnictwie i górnictwie, choć niszowe, są ważne dla udowodnienia opłacalności w sektorach ciężkich.

Na koniec, trend w nastrojach rynkowych: po szczycie entuzjazmu około 2020 roku i lekkim załamaniu w 2022, lata 2023-2025 przyniosły bardziej wyważony, zdecydowany optymizm. Menedżerowie często przyznają się do wyzwań, ale wyrażają przekonanie, że można im sprostać. Na przykład Sanjiv Lamba, CEO Linde, podkreślił, że „żadne pojedyncze podejście nie rozwiąże kwestii zrównoważonego rozwoju; wodór jest kluczową opcją dla czystszego transportu i współpracując – przemysł, producenci i rządy – możemy w pełni uwolnić jego potencjał.” hydrogen-central.com Ten duch współpracy sektora prywatnego i publicznego jest teraz widoczny. W pewnym sensie ogniwa paliwowe przeniosły się z laboratorium do sali zarządu: państwa dostrzegają strategiczną wartość opanowania technologii wodorowych i ogniw paliwowych (dla bezpieczeństwa energetycznego i przewagi przemysłowej). Europa postrzega to nawet jako kwestię konkurencyjności – stąd ich pośpiech po zobaczeniu amerykańskich zachęt IRA.

Podsumowując, opłacalność ekonomiczna ogniw paliwowych szybko się poprawia, wspierana przez postępy technologiczne i efekt skali, ale nadal zależy od dalszego wsparcia, aby osiągnąć pełną konkurencyjność. Trendy rynkowe wskazują na dynamiczny wzrost i duże inwestycje w najbliższych latach, przy jednoczesnym pragmatycznym podejściu polegającym na skupieniu się najpierw na najlepiej dopasowanych zastosowaniach (np. transport ciężki, zasilanie poza siecią), gdzie ogniwa paliwowe mają największą przewagę. W ciągu najbliższych kilku lat rozwiązania oparte na ogniwach paliwowych prawdopodobnie staną się coraz powszechniejsze w tych obszarach, budując doświadczenie i wolumeny potrzebne do dalszej ekspansji.

Globalne inicjatywy polityczne i rozwój branży

Polityka rządowa i współpraca międzynarodowa odgrywają kluczową rolę w przyspieszaniu wdrażania ogniw paliwowych i wodoru. Dostrzegając potencjał wzrostu gospodarczego, redukcji emisji i bezpieczeństwa energetycznego, rządy na całym świecie uruchomiły kompleksowe strategie i programy finansowania wspierające sektor wodoru i ogniw paliwowych. Tymczasem interesariusze branżowi organizują sojusze i partnerstwa, aby zapewnić, że infrastruktura i standardy nadążają za rozwojem. W tej sekcji przedstawiono kluczowe globalne inicjatywy polityczne, główne inwestycje korporacyjne oraz współpracę międzynarodową, które kształtują ten sektor w 2025 roku:

Polityka i strategie rządowe

• Unia Europejska: Europa była prawdopodobnie najbardziej agresywna w tworzeniu polityki dotyczącej wodoru. Strategia Wodorowa UE (2020) wyznaczyła cele instalacji 6 GW odnawialnych elektrolizerów do 2024 roku i 40 GW do 2030 roku fchea.org. Na początku 2025 roku ponad 60 rządów, w tym UE, przyjęło strategie wodorowe iea.org. UE wdrożyła program Important Projects of Common European Interest (IPCEI) dla wodoru, zatwierdzając kilka fal projektów z miliardami euro finansowania na rozwój całego łańcucha wartości iea.org. Uruchomiła także Hydrogen Bank (w ramach Innovation Fund), aby subsydiować pierwsze projekty produkcji zielonego wodoru – pierwsza aukcja w 2024 roku zaoferowała 800 mln euro za 100 000 ton zielonego H₂ (w praktyce kontrakt różnicowy, aby uczynić zielony H₂ konkurencyjnym cenowo) iea.org. W zakresie mobilności UE przyjęła w 2023 roku Alternative Fuels Infrastructure Regulation (AFIR), nakazując, aby do 2030 roku stacja tankowania wodoru znajdowała się co 200 km wzdłuż głównych dróg sieci transportowej TEN-T. Ponadto unijne normy emisji CO₂ dla pojazdów skutecznie zmuszają producentów do inwestowania w pojazdy bezemisyjne (w tym FCEV). Poszczególne kraje europejskie również inwestują: Niemcy zainwestowały ponad 1,5 mld euro w infrastrukturę tankowania H₂ i badania oraz przewodzą inicjatywom transgranicznym (np. plan „H2Med” z Hiszpanią i Francją na budowę rurociągu do transportu wodoru). Francja ogłosiła plan wodorowy o wartości 7 mld euro koncentrujący się na elektrolizerach, pojazdach ciężkich i dekarbonizacji przemysłu globenewswire.com. Kraje skandynawskie tworzą „Nordic Hydrogen Corridor” przy wsparciu UE, aby wdrożyć ciężarówki i stacje wodorowe ze Szwecji do Finlandii hydrogeneurope.eu. Europa Wschodnia również realizuje projekty (Polska i Czechy planują wodorowe huby dla ciężarówek na swoich autostradach). Warto zauważyć, że prezesi firm z Europy apelują o jeszcze silniejsze działania – w lipcu 2025 roku ponad 30 prezesów napisało do przywódców UE, aby „zdecydowanie umieścić mobilność wodorową w centrum europejskiej strategii czystego transportu” i ostrzegło, że Europa musi działać teraz, by utrzymać swoją przewagę hydrogeneurope.eu. Zwrócili uwagę, że Europa może zyskać 500 000 miejsc pracy do 2030 roku dzięki przewodnictwu w technologiach wodorowych hydrogen-central.com, ale tylko jeśli zostanie rozbudowana infrastruktura i wprowadzone zostaną wspierające ramy (takie jak finansowanie i uproszczone regulacje). UE słucha: opracowuje Czystą Politykę Przemysłową (czasami nazywaną „Ustawą o Przemyśle Neutralnym Klimatycznie”), która prawdopodobnie będzie zawierać zachęty do produkcji technologii wodorowych, podobnie jak amerykańska IRA. Jeden problem: pod koniec 2024 roku projekt unijnego planu klimatycznego na 2040 rok nie wspomniał wyraźnie o wodorze, co wywołało niepokój w branży hydrogen-central.com, ale interesariusze tacy jak Hydrogen Europe aktywnie lobbują, aby wodór pozostał kluczowym elementem planów dekarbonizacji UE h2-view.com.
• Stany Zjednoczone: Za rządów administracji Bidena, USA zdecydowanie zwróciły się ku wsparciu wodoru. Ustawa o Inwestycjach w Infrastrukturę i Miejsca Pracy (IIJA) z 2021 roku przewidziała 8 miliardów dolarów na Regionalne Centra Czystego Wodoru – pod koniec 2023 roku DOE wybrało 7 propozycji centrów w całym kraju (np. kalifornijskie centrum odnawialnego wodoru, teksańskie centrum wodoru z ropy/ gazu, centrum czystego amoniaku na Środkowym Zachodzie), które otrzymają finansowanie. Celem tych centrów jest stworzenie lokalnych ekosystemów produkcji, dystrybucji i wykorzystania wodoru (w tym ogniw paliwowych w transporcie i energetyce). Departament Energii uruchomił także „Hydrogen Shot” w ramach programu Energy Earthshots, którego celem jest obniżenie kosztu zielonego wodoru do 1 USD/kg do 2031 roku innovationnewsnetwork.com. Największą zmianą była jednak Ustawa o Redukcji Inflacji (IRA) z 2022 roku, która wprowadziła ulgi podatkowe na produkcję (PTC) dla wodoru – do 3 USD za kg H₂ wyprodukowanego przy niemal zerowej emisji iea.org. To sprawia, że wiele projektów zielonego wodoru staje się opłacalnych ekonomicznie, a po jej uchwaleniu nastąpił wysyp ogłoszeń o nowych projektach. Ustawa przedłużyła także ulgi podatkowe dla pojazdów na ogniwa paliwowe oraz dla stacjonarnych instalacji ogniw paliwowych (30% ITC fuelcellenergy.com). Amerykańska Narodowa Strategia i Mapa Drogowa Wodoru (opublikowana w wersji roboczej w 2023 r.) zakłada produkcję 50 milionów ton wodoru rocznie do 2050 r. (wzrost z ok. 10 Mt obecnie, głównie z paliw kopalnych)innovationnewsnetwork.com. USA postrzegają wodór jako klucz do bezpieczeństwa energetycznego i konkurencyjności przemysłowej. Dodatkowo, stany takie jak Kalifornia mają własne inicjatywy: Komisja Energetyczna Kalifornii finansuje stacje wodorowe (cel: 100 stacji H₂ dla ciężarówek do 2030 r.), a stan oferuje zachęty dla pojazdów zeroemisyjnych, w tym ogniw paliwowych (program HVIP dla ciężarówek i programy voucherowe dla autobusów). Zaangażowane jest także wojsko USA – Armia ma plan tankowania wodoru na bazach i testuje pojazdy na ogniwa paliwowe do zastosowań taktycznych, a jak wspomniano wcześniej, Departament Obrony współpracuje przy projektach takich jak ciężarówka H2Rescue innovationnewsnetwork.com. Po stronie regulacyjnej, USA opracowują przepisy i normy (przez NREL, SAE itd.), aby zapewnić bezpieczną obsługę wodoru i jednolite protokoły tankowania, co ułatwia wdrażanie.
• Azja: Japonia była pionierem wodoru, wyobrażając sobie „Społeczeństwo Wodorowe”. Rząd japoński zaktualizował swoją Podstawową Strategię Wodorową w 2023 roku, podwajając cel zużycia wodoru do 12 milionów ton do 2040 roku i zobowiązując się do inwestycji publiczno-prywatnych w wysokości 113 miliardów dolarów (15 bilionów jenów) w ciągu 15 lat. Japonia subsydiowała pojazdy na ogniwa paliwowe i zbudowała około 160 stacji, a także finansowała mikro-kogeneracje na ogniwa paliwowe (Ene-Farm). Przeprowadziła również Igrzyska Olimpijskie w Tokio 2020 (odbyły się w 2021 roku) na autobusach i generatorach wodorowych jako pokaz możliwości. Obecnie Japonia inwestuje w globalne dostawy – np. partnerstwo z Australią w zakresie transportu ciekłego wodoru (statek Suiso Frontier zakończył rejs testowy z ładunkiem LH₂). Korea Południowa również posiada mapę drogową gospodarki wodorowej, której celem jest 200 000 FCEV i 15 GW mocy w ogniwach paliwowych do 2040 roku. Do 2025 roku Korea planowała mieć 81 000 FCEV na drogach (w 2023 roku było ich około 30 000, głównie samochody Hyundai Nexo) i 1 200 autobusów, a także rozbudować swoją obecną stacjonarną moc ogniw paliwowych (>300 MW) do skali gigawatowej. Korea oferuje hojne zachęty dla konsumentów (Nexo kosztuje mniej więcej tyle, co SUV benzynowy po uwzględnieniu dotacji) i zbudowała około 100 stacji H₂. W 2021 roku wprowadzono również wymóg, aby w głównych miastach, takich jak Seul, co najmniej 1/3 nowych autobusów publicznych stanowiły autobusy wodorowe. Chiny po raz pierwszy uwzględniły wodór w swoim krajowym planie pięcioletnim (2021-2025), uznając go za kluczową technologię dekarbonizacji i rozwijającą się branżę payneinstitute.mines.edu. Chiny nie mają jeszcze jednolitej ogólnokrajowej dotacji wodorowej dla pojazdów (zakończyły dotacje NEV w 2022 roku), ale wprowadziły Program Demonstracyjny Pojazdów na Ogniwa Paliwowe: zamiast dotacji na pojazd, nagradza on klastry miejskie za osiągnięcie celów wdrożeniowych i kamieni milowych technologicznych. W ramach tego programu Chiny wyznaczyły cel około 50 000 FCEV (głównie komercyjnych) i 1 000 stacji wodorowych do 2030 roku globenewswire.com. Kluczowe prowincje, takie jak Szanghaj, Guangdong i Pekin, intensywnie inwestują – oferując lokalne dotacje, wymogi flotowe (np. wymagając, aby określony procent autobusów miejskich w niektórych dzielnicach był na ogniwa paliwowe) oraz budując parki przemysłowe do produkcji ogniw paliwowych. Sinopec (duża firma naftowa) przekształca niektóre stacje benzynowe, dodając dystrybutory wodoru (docelowo 1 000 swoich stacji w dłuższej perspektywie). Na arenie międzynarodowej Chiny współpracują – prezes Ballard zauważył „przywództwo Chin w wdrożeniach wodorowych”, a Ballard ma wspólne przedsięwzięcia w Chinach blog.ballard.com. Jednak Chiny nadal w dużej mierze polegają na węglu do produkcji wodoru (który nazywają „niebieskim” w przypadku wychwytywania CO₂ lub „szarym” bez tego procesu). Ich polityka obejmuje także badania nad wodorem geologicznym i produkcją wodoru z energii jądrowej, co pokazuje, że badają wszystkie możliwości.
• Inne regiony: Australia wykorzystuje swoje zasoby odnawialne, aby stać się eksporterem wodoru (choć to bardziej produkcja wodoru niż wykorzystanie ogniw paliwowych w kraju). Ma opracowane strategie i duże projekty, takie jak potencjalny Asian Renewable Energy Hub w Australii Zachodniej, który miałby produkować zielony amoniak. Kraje Bliskiego Wschodu (takie jak ZEA, Arabia Saudyjska) ogłosiły mega-projekty zielonego wodoru/amoniaku, aby zdywersyfikować gospodarkę od ropy – np. NEOM w Arabii Saudyjskiej planuje eksportować zielony amoniak, a także wykorzystywać część wodoru w transporcie (zamówili na przykład 20 autobusów wodorowych od Caetano/Ballard). Projekty te pośrednio wspierają ogniwa paliwowe, zapewniając przyszłe dostawy. Kanada ma własną Strategię Wodorową i jest silna w zakresie własności intelektualnej dotyczącej ogniw paliwowych (Ballard, Hydrogenics-Cummins itd. to firmy kanadyjskie). Kanada widzi szanse w transporcie ciężkim i utworzyła huby wodorowe w Albercie i Quebecu. Indie uruchomiły swoją Narodową Misję Zielonego Wodoru w 2023 roku z początkowym budżetem ponad 2 miliardów dolarów na wsparcie produkcji elektrolizerów i pilotażowych projektów ogniw paliwowych (autobusy, ciężarówki, być może pociągi). Jako kraj silnie uzależniony od importu ropy i rosnących emisji, Indie są zainteresowane wodorem ze względów bezpieczeństwa energetycznego; w 2023 roku uruchomiły swój pierwszy autobus na ogniwa paliwowe, a firmy takie jak Tata i Reliance inwestują w tę technologię globenewswire.com. Ameryka Łacińska: Brazylia, Chile mają obfite zasoby odnawialne i planują produkcję zielonego wodoru na eksport, a także testują autobusy na ogniwa paliwowe (np. Chile prowadziło testy w pojazdach górniczych). Afryka: RPA, dzięki zasobom platyny, ma Wodorową Mapę Drogową i interesuje się ciężarówkami górniczymi na ogniwa paliwowe (2MW ciężarówka Anglo American) oraz zasilaniem awaryjnym. Międzynarodowe ramy współpracy, takie jak International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy (IPHE) oraz Hydrogen Mission w ramach Mission Innovation, ułatwiają wymianę wiedzy.

Podsumowując, na świecie kształtuje się konsensus polityczny, że wodór i ogniwa paliwowe są kluczowymi elementami transformacji w kierunku zerowej emisji netto. Od unijnych odgórnych nakazów i finansowania, przez amerykańskie rynkowe bodźce, po azjatyckie skoordynowane działania rządowo-przemysłowe – te inicjatywy znacząco obniżają bariery dla technologii ogniw paliwowych.

Sojusze branżowe i inwestycje

Na froncie przemysłowym firmy łączą siły, by dzielić koszty i przyspieszyć rozbudowę infrastruktury:

• Hydrogen Council: Utworzona w 2017 roku przez 13 firm założycielskich, obecnie zrzesza ponad 140 firm (energetyka, motoryzacja, chemia, finanse) opowiadających się za wodorem. Zleca analizy (z McKinsey), aby uzasadnić biznesowo wodór i odegrała kluczową rolę w promowaniu narracji, że wodór może zapewnić 20% potrzeb dekarbonizacyjnych przy inwestycjach rzędu bilionów dolarów do 2050 roku. Prezesi tej rady są bardzo aktywni. Na przykład, prezes Toyoty (jako członek) regularnie podkreśla strategię wielotorową i angażuje się w dialog z decydentami w Japonii i za granicą, aby utrzymać ogniwa paliwowe na agendzie. Raport Rady na 2025 rok „Closing the Cost Gap” wskazał, gdzie potrzebne jest wsparcie polityczne, aby czysty wodór stał się konkurencyjny do 2030 roku hydrogencouncil.com.
• Global Hydrogen Mobility Alliance: Wspólny list 30 prezesów w Europie w 2025 roku ogłosił powstanie Global Hydrogen Mobility Alliance – to w zasadzie przemysł jednoczący się, by promować rozwiązania transportowe oparte na wodorze na dużą skalę hydrogen-central.com. Załącznik do listu z cytatami prezesów, który widzieliśmy, jest częścią ich kampanii medialnej mającej na celu zwiększenie świadomości i wywarcie presji na rządy hydrogen-central.com. Sojusz ten obejmuje firmy z całego łańcucha wartości wodoru – od dostawców gazu (Air Liquide, Linde), producentów pojazdów (BMW, Hyundai, Toyota, Daimler, Volvo, Honda), producentów ogniw paliwowych (Ballard, Bosch przez cellcentric, EKPO), dostawców komponentów (Bosch, MAHLE, Hexagon – zbiorniki) po użytkowników końcowych/operatorów flot. Mówiąc jednym głosem, chcą zapewnić, że regulatorzy i inwestorzy usłyszą spójny przekaz: jesteśmy gotowi, potrzebujemy wsparcia teraz, inaczej grozi nam pozostanie w tyle (szczególnie wobec takich miejsc jak Chiny).
• Partnerstwa producentów samochodów: Rozwój ogniw paliwowych jest kosztowny, więc producenci samochodów często współpracują. Toyota i BMW miały umowę o współdzieleniu technologii (limitowany BMW iX5 Hydrogen SUV wykorzystuje ogniwa Toyoty), Honda i GM miały wspólne przedsięwzięcie (choć do 2022 GM przeszedł głównie na własne rozwiązania dla zastosowań innych niż pojazdy i dostarczał Hondzie technologię). Widzimy wspólne fabryki ogniw paliwowych: np. Cellcentric (Daimler-Volvo) buduje dużą fabrykę w Niemczech do produkcji ogniw paliwowych do ciężarówek do 2025 roku. Hyundai i Cummins mają podpisane porozumienia o współpracy w zakresie ogniw paliwowych (Cummins współpracuje także z Tata w Indiach). Takie współinwestycje rozkładają koszty B+R i ujednolicają standardy (np. stosowanie podobnych ciśnień, interfejsów tankowania itp., aby infrastruktura mogła być wspólna).
• Konsorcja infrastrukturalne: W sektorze tankowania grupy firm łączą siły, by rozwiązać problem „kury i jajka”. Przykładem jest H2 Mobility Deutschland – konsorcjum Air Liquide, Linde, Daimler, Total, Shell, BMW itd., które wspólnie sfinansowało budowę pierwszych 100 stacji wodorowych w Niemczech. W Kalifornii California Fuel Cell Partnership (obecnie pod nazwą Hydrogen Fuel Cell Partnership) zrzesza producentów samochodów, firmy energetyczne i rząd w celu koordynacji wdrażania stacji i wprowadzania pojazdów. Europa uruchomiła H2Accelerate dla ciężarówek – w skład wchodzą Daimler, Volvo, Iveco, OMV, Shell i inni, skupiając się na tym, co jest potrzebne, by w tej dekadzie na drogach pojawiły się dziesiątki tysięcy wodorowych ciężarówek. Koordynują m.in. kwestie takie jak dostosowanie specyfikacji stacji do potrzeb ciężarówek (np. dystrybutory o wysokim przepływie) oraz synchronizację otwarć stacji z dostawami pojazdów do klientów.
• Działania branży energetycznej i chemicznej: Duże firmy energetyczne inwestują w dół łańcucha wartości: Shell nie tylko buduje stacje H₂, ale także współpracuje przy wdrażaniu ciężarówek (ma inicjatywę z Daimlerem pilotażowych korytarzy wodorowych dla transportu ciężarowego w Europie). TotalEnergies w podobny sposób wyposaża niektóre lokalizacje w wodór i współpracuje przy projektach autobusowych we Francji. Koncerny naftowe widzą potencjał w przekształcaniu aktywów (rafinerie mogą produkować wodór, stacje paliw stają się hubami energetycznymi z H₂ itd.). Firmy z branży gazów przemysłowych (Air Liquide, Linde) są kluczowymi graczami – inwestują w produkcję i dystrybucję wodoru (skraplacze, cysterny, rurociągi), a nawet bezpośrednio w zastosowania końcowe (Air Liquide ma spółkę zależną prowadzącą publiczne stacje H₂ w niektórych krajach). W Japonii firmy takie jak JXTG (Eneos) budują łańcuchy dostaw H₂ i pracują nad importem paliwa (np. z projektu SPERA LOHC w Brunei). Chemours (producent membrany Nafion) i inne firmy chemiczne zwiększają produkcję materiałów do ogniw paliwowych ze względu na rosnący popyt, czasem przy wsparciu rządowym (francuski plan obejmował wsparcie dla fabryk elektrolizerów i ogniw paliwowych, np. gigafabryka AFCP systemów ogniw paliwowych).
• Trendy inwestycyjne i finansowanie: Wspomnieliśmy o korporacyjnym VC. Warto zauważyć, że venture capital i private equity zainwestowały znaczne środki w startupy wodorowe – producentów elektrolizerów (ITM Power, Sunfire itd.), producentów ogniw paliwowych (Plug Power przejął mniejsze firmy, by zintegrować technologie itd.) oraz firmy z łańcucha dostaw wodoru. W pierwszej połowie 2025 roku, mimo pewnego ochłodzenia ogólnego rynku cleantech VC, zainteresowanie wodorem utrzymało się – korporacyjne VC z sektora ropy i gazu potroiły swoje zaangażowanie globalventuring.com. Dodatkowo, krajowe fundusze zielone wspierają H₂: np. program H₂Global w Niemczech wykorzystuje mechanizm aukcji wspierany przez rząd do subsydiowania importu zielonego wodoru/amoniaku, co pośrednio zapewnia użytkownikom dostępność dostaw. NEDO w Japonii finansuje wiele wczesnych projektów B+R i demonstracyjnych (np. statek na ogniwa paliwowe i projekt sprzętu budowlanego z ogniwami paliwowymi).
• Standardy i certyfikacje: Trwają międzynarodowe działania mające na celu standaryzację tego, co uznaje się za „zielony” lub „niskoemisyjny” wodór (co jest istotne dla handlu transgranicznego i weryfikacji deklaracji środowiskowych). UE opublikowała akty delegowane w 2023 roku, definiujące kryteria „Odnawialnego Paliwa Pochodzenia Niebiologicznego” (RFNBO) dla wodoru iea.org. Trwają także prace nad systemami Gwarancji Pochodzenia. Po stronie technicznej, ISO i SAE aktualizują normy jakości paliw, normy zbiorników ciśnieniowych (dla zbiorników 700 bar), itp., co ułatwia certyfikację produktów na różnych rynkach. Ta często niedoceniana praca jest kluczowa – na przykład uzgodnienie protokołu tankowania pozwala pojazdom różnych marek tankować w dowolnym miejscu. Global Hydrogen Safety Code Council koordynuje najlepsze praktyki, aby kraje mogły przyjmować zharmonizowane przepisy bezpieczeństwa (dzięki czemu projekt stacji w jednym kraju spełni normy innego kraju przy minimalnych zmianach).

Można docenić, jak wiele koordynacji i środków finansowych jest kierowanych na to, by ekosystem wodoru/ogniw paliwowych był solidny. W rezultacie, to co widzimy do 2025 roku, to fakt, że ogniwa paliwowe nie są już technologią niszową zależną od kilku entuzjastów; stoją za nimi duże branże i rządy. Powinno to zapewnić stopniowe pokonywanie początkowych barier (takich jak infrastruktura i koszty).

Aby zobrazować spójny obraz: polityka, inwestycje i współpraca połączyły się wyraźnie podczas szczytu klimatycznego COP28 (grudzień 2023), gdzie wodór był jednym z głównych tematów. Wiele krajów ogłosiło agendę „Hydrogen Breakthrough”, której celem jest osiągnięcie 50 mln ton czystego H₂ do 2030 roku na świecie (co jest zbieżne z harmonogramami Hydrogen Council i IEA). Inicjatywy takie jak Mission Innovation Hydrogen Valley Platform łączą projekty hubów wodorowych na całym świecie, umożliwiając wymianę wiedzy. Fora takie jak Clean Energy Ministerial mają ścieżkę Hydrogen Initiative monitorującą postępy.

Widzimy także nowe umowy dwustronne: np. Niemcy podpisały partnerstwa z Namibią i RPA w celu rozwoju zielonego wodoru (z myślą o przyszłym imporcie), a Japonia z ZEA i Australią. Często obejmują one pilotażowe projekty ogniw paliwowych w tych krajach partnerskich (Namibia rozważa na przykład wodór do kolei i energetyki przy wsparciu Niemiec). Europa rozważa także import paliw pochodnych wodoru dla lotnictwa i żeglugi w ramach regulacji ReFuelEU – co pośrednio może stworzyć rynki dla stacjonarnych ogniw paliwowych (np. wykorzystanie amoniaku w ogniwach paliwowych w portach).

Podsumowując, synergia globalnych inicjatyw politycznych i rozwoju branży tworzy wzmacniający się cykl: polityki zmniejszają ryzyko i pobudzają inwestycje prywatne, osiągnięcia branży sprawiają, że decydenci polityczni z większą pewnością wyznaczają ambitne cele. Choć nadal istnieją wyzwania (zwiększenie skali produkcji, zapewnienie przystępnych cenowo dostaw paliwa, utrzymanie zaufania inwestorów w początkowej, nierentownej fazie), poziom międzynarodowego zaangażowania jest bezprecedensowy. Ogniwa paliwowe i wodór przeszły od bycia rozwiązaniem „może kiedyś” do rozwiązania „tu i teraz”, o które kraje konkurują. Jak powiedział CEO EKPO (europejskiego joint venture), chodzi o „działanie teraz na całym łańcuchu wartości” hydrogen-central.com, aby pozostać na prowadzeniu. Mając to na uwadze, przechodzimy do wyzwań, które wciąż wymagają uwagi, a następnie do tego, co może przynieść przyszłość po 2025 roku.

Wyzwania i bariery w adopcji ogniw paliwowych

Pomimo impetu i optymizmu, branża ogniw paliwowych stoi przed kilkoma poważnymi wyzwaniami, które muszą zostać rozwiązane, aby osiągnąć szeroką adopcję. Wiele z nich jest dobrze znanych i stanowi cel zarówno innowacji technologicznych, jak i wspierającej polityki, o czym była mowa wcześniej. Tutaj podsumowujemy kluczowe bariery: rozbudowa infrastruktury, koszty i ekonomia, trwałość i niezawodność, produkcja paliwa oraz inne praktyczne wyzwania, a także strategie ich przezwyciężania.

• Infrastruktura wodorowa i dostępność paliwa: Być może najbardziej bezpośrednią przeszkodą jest brak kompleksowej infrastruktury tankowania wodoru. Konsumenci obawiają się kupować FCEV, jeśli nie mogą łatwo zatankować. Na rok 2025 stacje wodorowe są skoncentrowane w kilku regionach (Kalifornia, Japonia, Niemcy, Korea Południowa, części Chin) i nawet tam ich liczba jest ograniczona. Budowa stacji wymaga dużych nakładów kapitałowych (1-2 mln dolarów za każdą o wydajności 400 kg/dzień) i na wczesnym etapie są one niedostatecznie wykorzystywane. Ten problem „jajka i kury” jest rozwiązywany przez dotacje rządowe (np. UE i Kalifornia współfinansują nowe stacje) oraz przez grupowanie początkowych wdrożeń. Mimo to tempo musi przyspieszyć. Jak zauważa jedna z analiz, „ograniczona liczba stacji tankowania wodoru prowadząca do niskiego zakupu FCEV jest barierą dla wzrostu rynku” globenewswire.com. Ponadto transport wodoru do stacji (ciężarówki lub rurociągi) i jego magazynowanie (zbiorniki wysokociśnieniowe lub kriogeniczne) zwiększają złożoność i koszty. Potencjalne rozwiązania: wykorzystanie większych stacji „hubowych” obsługujących floty (np. dedykowane bazy dla ciężarówek/autobusów), aby szybko zwiększyć wykorzystanie, wdrażanie mobilnych stacji tankowania jako rozwiązania tymczasowego oraz wykorzystanie istniejącej infrastruktury (np. przekształcanie niektórych rurociągów gazu ziemnego na potrzeby wodoru tam, gdzie to możliwe). Kolejnym aspektem jest standaryzacja: zapewnienie jednolitych protokołów tankowania i standardów dysz, aby każdy pojazd mógł korzystać z dowolnej stacji. To wyzwanie zostało w dużej mierze rozwiązane technicznie (np. SAE J2601), ale niezawodność operacyjna musi być wysoka – pierwsi użytkownicy doświadczali sporadycznych awarii stacji lub czasu oczekiwania, co może psuć opinię. List CEO w Europie wprost wezwał do „ukierunkowanego wsparcia politycznego w celu odblokowania inwestycji i zwiększenia skali wdrażania pojazdów i infrastruktury wodorowej”, co oznacza, że chcą, aby rządy pomogły ograniczyć ryzyko budowy stacji przed pojawieniem się pełnego popytu hydrogeneurope.eu. Zapewnienie dostępności „zielonego” wodoru to kolejny aspekt; obecnie stacje często wydają wodór reformowany z gazu ziemnego. Aby utrzymać korzyści środowiskowe i ostatecznie spełnić wymogi klimatyczne (np. kalifornijski wymóg zwiększania udziału odnawialnego wodoru na stacjach), do sieci musi trafiać więcej wodoru odnawialnego – oznacza to budowę elektrolizerów i pozyskiwanie biogazu, co musi odbywać się równolegle. Służą temu inicjatywy takie jak amerykańskie huby H₂ i Europejski Bank Wodoru.
• Wysokie koszty – Koszt pojazdu i systemu: Chociaż koszty spadają, systemy ogniw paliwowych i zbiorniki wodoru pozostają drogie, co utrzymuje wysokie ceny pojazdów. W przypadku pojazdów ciężarowych całkowity koszt posiadania nadal przemawia na korzyść diesla, jeśli nie ma zachęt. „Wysokie koszty początkowe” produkcji ogniw paliwowych są wskazywane jako główna bariera w raportach branżowych globenewswire.com. Autobusy, ciężarówki i pociągi z ogniwami paliwowymi mają obecnie kilkusettysięczne dolara premie. Przezwyciężenie tego wymaga dalszego zwiększania skali produkcji i osiągnięcia produkcji masowej (co samo w sobie wymaga pewności, że będą nabywcy – znów ważność nakazów/zachęt). Branża radzi sobie z kosztami na kilka sposobów: projektując prostsze systemy z mniejszą liczbą części (np. zintegrowane moduły stosów, które ograniczają liczbę węży i połączeń), stosując tańsze materiały (nowe materiały membranowe i płyty bipolarne) oraz przechodząc na metody produkcji masowej (automatyzacja, duże fabryki). Widzieliśmy linie produkcyjne ogniw paliwowych dla motoryzacji (dedykowana fabryka FC Toyoty w Japonii, planowane fabryki H2 Mobility w Chinach) i powinny one przynieść korzyści skali pod koniec lat 2020. Firmy produkujące ogniwa paliwowe również ograniczają mniej obiecujące linie produktów, aby skupić zasoby; np. Ballard w 2023 roku rozpoczął „strategiczną realokację”, aby priorytetowo traktować produkty o największym potencjale (ogniwa paliwowe do autobusów/ciężarówek) i ograniczyć koszty w innych obszarach ballard.com. W przypadku systemów stacjonarnych koszt za kW jest nadal wysoki (np. domowy CHP 5 kW może kosztować ponad 15 tys. dolarów, elektrownia 1 MW >3 mln dolarów). Produkcja masowa i projekty modułowe (łączenie wielu identycznych jednostek) to droga do obniżenia kosztów, i rzeczywiście stacjonarne ogniwa paliwowe odnotowały spadek kosztu za kW o około 60% w ostatniej dekadzie, ale potrzebny jest kolejny podobny spadek, aby konkurować na szeroką skalę. Kontynuacja badań i rozwoju jest również kluczowa, aby osiągnąć kolejne przełomy (takie jak katalizatory nieplatynowe, które mogłyby drastycznie obniżyć koszty stosów, jeśli zostanie osiągnięta trwałość).
• Koszt paliwa wodorowego i łańcuch dostaw: Cena wodoru na stacji lub przy bramie fabryki może przesądzić o opłacalności. Obecnie wodór jest często droższy od tradycyjnych paliw w przeliczeniu na energię, zwłaszcza zielony wodór. Dr Sunita Satyapal podkreśliła, że „koszt pozostaje jednym z największych wyzwań”, a USA dążą do osiągnięcia wodoru za 1 USD/kg innovationnewsnetwork.com. Cel jest ambitny, ale nawet osiągnięcie 2-3 USD/kg będzie wymagało zwiększenia skali produkcji elektrolizerów, rozbudowy odnawialnych źródeł energii oraz być może wychwytywania CO₂ dla niebieskiego wodoru. Wyzwania obejmują: skalowanie surowców do elektrolizerów (np. iryd dla elektrolizerów PEM, choć trwają prace nad alternatywami), budowę wystarczającej ilości energii odnawialnej dedykowanej produkcji H₂ oraz budowę magazynów/transportu (np. kawern solnych do magazynowania H₂ na dużą skalę w celu buforowania sezonowej produkcji). Infrastruktura do transportu wodoru ciężarówkami lub rurociągami jest w powijakach. Istnieją także wyzwania regulacyjne: w niektórych miejscach nie jest jasne, jak będą regulowane rurociągi wodorowe lub jak szybko uzyskać pozwolenia na duże nowe instalacje produkcyjne H₂. W Europie opóźnienia w doprecyzowaniu definicji wodoru odnawialnego spowolniły niektóre projekty iea.org. Branża oczekuje „jasności w kwestii certyfikacji i regulacji”, jak zauważyła IEA, ponieważ niepewność może powstrzymywać decyzje inwestycyjne iea.org. Aby tymczasowo złagodzić problem kosztów paliwa, niektóre projekty demonstracyjne opierają się na wodorze będącym produktem ubocznym przemysłu lub gazie reformowanym, które mogą być tańsze, ale nie są niskoemisyjne. Przejście na zielony wodór będzie wyzwaniem, jeśli zielony H₂ pozostanie drogi – stąd duże rządowe zachęty skupiają się obecnie na kredytach produkcyjnych, by sztucznie zniwelować różnicę do czasu, aż skala naturalnie obniży koszty. Ponadto ustanowienie globalnego handlu wodorem (np. transport amoniaku lub ciekłego wodoru) będzie ważne dla regionów, które nie mogą produkować wystarczająco dużo lokalnie; to rodzi wyzwania związane z budową terminali importowo-eksportowych i statków. Jednak wiele projektów (Australia<->Japonia, Bliski Wschód<->Europa) jest już w trakcie testowania tych tras.
• Trwałość i niezawodność: Ogniwa paliwowe muszą dorównać lub przewyższyć trwałość obecnych technologii, aby naprawdę przekonać klientów. Oznacza to, że ogniwa paliwowe w samochodach powinny idealnie wytrzymać ponad 150 000 mil przy minimalnej degradacji, w ciężarówkach może 30 000+ godzin, a w zastosowaniach stacjonarnych 80 000+ godzin (prawie 10 lat) ciągłej pracy. Jeszcze nie osiągnęliśmy tego poziomu we wszystkich zastosowaniach. Typowe obecne wartości: lekkie stosy PEM wykazały ~5 000-8 000 godzin z <10% degradacją, co odpowiada ok. 150-240 tys. mil w samochodzie – faktycznie osiągając cel wielu producentów, choć w bardzo gorącym lub zimnym klimacie żywotność może się skrócić. W zastosowaniach ciężkich trwałość wciąż się poprawia; niektóre ogniwa paliwowe w autobusach przegubowych wytrzymały ponad 25 000 godzin w testach, ale osiągnięcie 35 tys. godzin konsekwentnie to kolejny krok sustainable-bus.com. W zastosowaniach stacjonarnych PAFC i MCFC często wymagają remontów po 5 latach z powodu problemów z katalizatorem i elektrolitem; SOFC mogą się degradować przez cykle termiczne lub zanieczyszczenia. Poprawa trwałości jest kluczowa dla obniżenia kosztów cyklu życia (jeśli stos ogniw paliwowych trzeba zbyt często wymieniać, zabija to opłacalność lub utrudnia serwis). Jak wspomniano, firmy i konsorcja DOE poczyniły postępy w zakresie katalizatorów i materiałów wydłużających żywotność (np. bardziej wytrzymałe katalizatory odporne na start-stop bez spiekania, powłoki zapobiegające korozji itd.). Jednak pozostaje to wyzwaniem, zwłaszcza przy podnoszeniu parametrów pracy (często istnieje kompromis między gęstością mocy a trwałością z powodu większego obciążenia materiałów). Jakość paliwa (brak siarki, CO powyżej tolerancji) jest również kluczowa dla trwałości; dlatego konieczne jest zbudowanie niezawodnych dostaw wodoru o stałej czystości (klasa ISO 14687) – zanieczyszczenie na stacji, które zatruje ogniwa paliwowe, może spowodować awarie wielu pojazdów, co byłoby koszmarem, którego należy unikać. Dlatego rygorystyczna kontrola jakości i czujniki są potrzebne w całym łańcuchu dostaw.
• Postrzeganie społeczne i bezpieczeństwo: Wodór musi przezwyciężyć obawy społeczne dotyczące bezpieczeństwa („syndrom Hindenburga”) i nieznajomości. Badania pokazują, że prawidłowo zaprojektowane systemy H₂ mogą być tak samo bezpieczne lub bezpieczniejsze niż benzyna (wodór szybko się rozprasza, a nowe zbiorniki są niezwykle wytrzymałe), jednak każdy głośny wypadek może cofnąć branżę. Dlatego bezpieczeństwo jest wyzwaniem w praktyce: potrzebne są rygorystyczne normy, szkolenie służb ratunkowych i przejrzysta komunikacja. W 2019 roku eksplozja stacji wodorowej w Norwegii (z powodu wycieku i awarii sprzętu) doprowadziła do tymczasowego wstrzymania sprzedaży samochodów na ogniwa paliwowe i pewnego sceptycyzmu społecznego. Branża odpowiedziała poprawą projektów stacji i protokołów bezpieczeństwa. Utrzymanie doskonałego poziomu bezpieczeństwa jest kluczowe, by nie stracić poparcia społecznego i politycznego. Potrzebna jest także edukacja społeczeństwa: wielu konsumentów wciąż nie wie, czym jest samochód na ogniwa paliwowe lub myli go z „spalaniem wodoru”. Działania informacyjne prowadzą takie grupy jak Fuel Cell & Hydrogen Energy Association (FCHEA) w USA czy Hydrogen Europe w UE. Ważne jest też, by pierwsi użytkownicy mieli pozytywne doświadczenia (brak niedoborów paliwa, łatwa obsługa itd.), co pomoże w marketingu szeptanym.
• Konkurencja i niepewne sygnały rynkowe: Ogniwa paliwowe nie rozwijają się w próżni – konkurują z elektryfikacją bateryjną i innymi technologiami. Niektórzy eksperci twierdzą, że baterie będą się na tyle rozwijać, by obsłużyć nawet ciężarówki, lub że syntetyczne e-paliwa mogą zasilać lotnictwo i żeglugę, pozostawiając ogniwom paliwowym mniejszą rolę. Na przykład, badanie z 2023 roku przeprowadzone przez niektóre organizacje ekologiczne zakładało, że wodór w samochodach osobowych jest nieefektywny w porównaniu z bezpośrednią elektryfikacją, a niektóre miasta, jak Zurych, zdecydowały się skupić wyłącznie na autobusach bateryjnych, a nie wodorowych, powołując się na koszty i efektywność. CleanTechnica często publikuje krytyczne artykuły, takie jak „Autobusy wodorowe szkodzą tym, którym mają pomagać”, argumentując, że wysokie koszty mogą ograniczyć usługi transportu publicznego orrick.com. Takie narracje mogą wpływać na politykę – np. jeśli rząd uzna, że baterie wystarczą, może ograniczyć finansowanie wodoru (niektórzy wskazują na to, że unijny dokument klimatyczny na 2040 rok pominął wodór jako znak zmiany priorytetów, co zaniepokoiło branżę fuelcellsworks.com). Wyzwanie polega więc na udowodnieniu (za pomocą danych i wyników pilotażowych), gdzie ogniwa paliwowe są najlepszym rozwiązaniem. Branża koncentruje się na pojazdach ciężkich i dalekiego zasięgu, by wyraźnie odróżnić się od BEV, i rzeczywiście wielu decydentów oraz nawet tradycyjnie sceptyczne NGO obecnie uznają konieczność wodoru w tych niszach. Jednak jeśli technologia baterii niespodziewanie zrobiłaby ogromny postęp (np. znacznie wyższa gęstość energii lub ultraszybkie ładowanie rozwiązujące problemy transportu dalekobieżnego), potencjał rynkowy ogniw paliwowych mógłby się skurczyć. Aby ograniczyć niepewność rynkową, firmy takie jak Ballard zdywersyfikowały działalność na wiele zastosowań (autobusy, kolej, żegluga), by w razie opóźnień w jednym segmencie, inny mógł nadrobić zaległości. Kolejną niepewnością są ceny energii: jeśli energia odnawialna stanie się bardzo tania i powszechna, sprzyja to wodorowi (tani surowiec do elektrolizy); jeśli natomiast paliwa kopalne pozostaną tanie, a ceny emisji CO2 niskie, bodziec do rozwoju wodoru będzie mniejszy. Dlatego długoterminowa polityka klimatyczna (np. ceny emisji lub obowiązkowe limity) jest kluczowa, by utrzymać biznesowy sens ogniw paliwowych jako narzędzia dekarbonizacji.
• Skalowanie produkcji i łańcucha dostaw: Osiągnięcie ambitnych celów wdrożeniowych będzie wymagało zwiększenia produkcji ogniw paliwowych, zbiorników wodoru, elektrolizerów itp., w tempie, które może być ograniczone przez łańcuchy dostaw. Na przykład obecna globalna produkcja włókna węglowego może stać się wąskim gardłem, jeśli potrzebne będą miliony zbiorników na wodór. Przemysł ogniw paliwowych będzie konkurował z innymi sektorami (wiatr, słońce, baterie) o niektóre surowce i moce produkcyjne. Szkolenie siły roboczej również nie jest trywialne – potrzebni są wykwalifikowani technicy do montażu stosów, obsługi stacji itp. Rządy zaczynają inwestować w programy szkoleniowe (DOE wspomina o rozwoju siły roboczej jako części swojej agendy innovationnewsnetwork.com). Lokalizacja łańcuchów dostaw to trend (UE i USA chcą krajowej produkcji, aby tworzyć miejsca pracy i zabezpieczyć dostawy). To zarówno wyzwanie, jak i szansa: nowe fabryki kosztują pieniądze i czas na budowę, ale gdy już powstaną, obniżą koszty i zmniejszą zależność od importu.
• Ciągłość i wsparcie polityki: Chociaż obecnie polityka jest w dużej mierze korzystna, zawsze istnieje ryzyko zmian politycznych. Dotacje mogą wygasnąć zbyt wcześnie lub przepisy mogą się zmienić, jeśli np. inna administracja zdepriorytetyzuje wodór. Przemysł jest w pewnym stopniu zależny od utrzymania wsparcia w tej dekadzie, aby osiągnąć samowystarczalność. Zapewnienie ponadpartyjnego lub szerokiego poparcia poprzez podkreślanie miejsc pracy i korzyści gospodarczych może pomóc (stąd nacisk na to, że wodór stworzy 500 tys. miejsc pracy w UE do 2030 r. hydrogen-central.com i ożywi przemysł). Kolejnym aspektem jest usprawnienie procesu wydawania pozwoleń – duże projekty infrastrukturalne mogą być spowalniane przez biurokrację, dlatego niektóre rządy (np. Niemcy) pracują nad szybszymi procedurami zatwierdzania projektów wodorowych, co, jeśli się nie uda, może stanowić barierę.

Pomimo tych wyzwań, żadne z nich nie wydaje się nie do pokonania, biorąc pod uwagę skoordynowane działania, które są już podejmowane. Jak zauważyła dr Sunita Satyapal, poza kosztami, „kluczowym wyzwaniem jest zapewnienie popytu na wodór. Ważne jest nie tylko zwiększenie produkcji, ale także stymulowanie popytu rynkowego w różnych sektorach… musimy się skalować, aby osiągnąć opłacalność komercyjną.” innovationnewsnetwork.com To błędne koło podaży i popytu rzeczywiście leży u podstaw wielu wyzwań. Podejście, które jest stosowane (huby, floty, skoordynowane skalowanie pojazdów i stacji), ma na celu przełamanie tego impasu.

Warto zauważyć, że podobne wyzwania istniały w przypadku samochodów elektrycznych na baterie dekadę temu – wysoki koszt, mało ładowarek, obawy o zasięg – i dzięki konsekwentnym wysiłkom są one stopniowo rozwiązywane. Ogniwa paliwowe są być może 5-10 lat za bateriami pod względem dojrzałości, ale przy jeszcze większej pilności klimatycznej i korzystając z doświadczeń z wdrażania EV, jest nadzieja, że te przeszkody uda się pokonać szybciej.

Podsumowując, główne wyzwania dla ogniw paliwowych to infrastruktura, koszty, trwałość, produkcja paliwa oraz postrzeganie/konkurencja. Każde z nich jest rozwiązywane poprzez połączenie badań i rozwoju technologii, zachęt politycznych oraz strategii branżowych. W następnej części zostanie omówione, jak te działania mogą się rozwinąć w przyszłości i jakie są perspektywy dla ogniw paliwowych.

Perspektywy na przyszłość

Przyszłość ogniw paliwowych rysuje się coraz jaśniej w perspektywie roku 2030 i później, choć będzie się ona różnić w zależności od sektora. Zakładając, że obecne trendy w zakresie postępu technologicznego, wsparcia politycznego i adopcji rynkowej będą się utrzymywać, można oczekiwać, że ogniwa paliwowe przejdą z obecnej fazy wczesnej adopcji do fazy masowego rynku w nadchodzącej dekadzie. Oto, czego można się spodziewać:

• Skalowanie i powszechna adopcja do 2030 roku: Do 2030 roku ogniwa paliwowe mogą stać się powszechnym widokiem w niektórych segmentach. Wielu ekspertów przewiduje, że transport ciężki będzie przełomowym obszarem: tysiące ciężarówek z ogniwami paliwowymi na autostradach w Europie, Ameryce Północnej i Chinach, wspieranych przez dedykowane korytarze wodorowe. Główne firmy logistyczne i operatorzy flot już prowadzą pilotaże i prawdopodobnie rozszerzą wykorzystanie ciężarówek wodorowych, gdy pojazdy staną się dostępne. Na przykład konsorcjum H2Accelerate przewiduje, że ciężkie pojazdy FCEV osiągną parytet kosztowy z dieslem w latach 30. XXI wieku przy odpowiednich wolumenach hydrogen-central.com. Możliwe, że do końca lat 30. XXI wieku ciężarówki z ogniwami paliwowymi będą dominować w nowych sprzedażach na trasach dalekobieżnych, jeśli technologia spełni swoje obietnice – uzupełniając ciężarówki bateryjne, które przejmą trasy krótkodystansowe i regionalne. Autobusy z ogniwami paliwowymi mogą również stać się podstawą flot miejskich, zwłaszcza na dłuższych trasach i w chłodniejszym klimacie, gdzie baterie tracą zasięg. Europejski cel 1 200 autobusów do 2025 roku to dopiero początek; przy odpowiednim finansowaniu i spadających kosztach liczba ta może łatwo wzrosnąć do ponad 5 000 do 2030 roku w Europie, a podobnie w Azji (Chiny i Korea również celują w tysiące). Pociągi z ogniwami paliwowymi prawdopodobnie będą się upowszechniać na liniach niezelektryfikowanych w Europie (Niemcy, Francja, Włochy ogłosiły już rozbudowę) i potencjalnie w Ameryce Północnej (na potrzeby kolei podmiejskich lub tras przemysłowych), biorąc pod uwagę sukcesy w Europie. Alstom i inni mają kolejne zamówienia, a do 2030 roku pociągi wodorowe mogą stać się dojrzałą linią produktową, wykraczając poza nowość.
• Ekspansja stacjonarnych ogniw paliwowych: W sektorze wytwarzania energii ogniwa paliwowe są gotowe, by wywalczyć sobie znaczącą niszę. Można się spodziewać, że coraz więcej centrów danych będzie wdrażać ogniwa paliwowe jako zasilanie awaryjne lub nawet podstawowe, gdy firmy takie jak Microsoft, Google dążą do celów 24/7 czystej energii. Sukces Microsoftu z 3MW ogniwami paliwowymi carboncredits.com sugeruje, że do 2030 roku generatory diesla w centrach danych mogą zacząć być masowo zastępowane przez systemy ogniw paliwowych, zwłaszcza jeśli koszty emisji dwutlenku węgla lub obawy o niezawodność (z powodu ekstremalnych zjawisk pogodowych itp.) sprawią, że diesel stanie się mniej atrakcyjny. Zakłady energetyczne mogą instalować duże parki ogniw paliwowych do rozproszonej generacji – Korea Południowa ma już elektrownie o mocy 20-80 MW i planuje kolejne. Inne kraje z ograniczonymi sieciami (np. Japonia, część Europy) mogą wykorzystać ogniwa paliwowe do lokalnej produkcji energii i poprawy odporności. Mikro-Kogeneracyjne ogniwa paliwowe w domach mogą pozostać głównie japońsko-koreańskim zjawiskiem, chyba że koszty drastycznie spadną lub europejskie sieci gazowe zostaną przestawione na wodór i zaczną promować kotły na ogniwa paliwowe. Jednak koncepcja odwracalnych ogniw paliwowych (energia <-> magazynowanie wodoru) może stać się ważnym zasobem dla sieci z bardzo wysokim udziałem OZE, zasadniczo pełniąc rolę długoterminowego magazynu energii. Do 2035 roku niektórzy analitycy przewidują setki megawatów takich systemów równoważących sezonową produkcję energii słonecznej/wietrznej w miejscach takich jak Kalifornia czy Niemcy.
• Gospodarka zielonego wodoru: Sukces ogniw paliwowych jest powiązany z rozwojem zielonego wodoru. Co ważne, wszystkie znaki wskazują na ogromną skalę wzrostu produkcji zielonego wodoru. IEA prognozuje 5-krotny wzrost do 2030 roku produkcji niskoemisyjnego wodoru, jeśli ogłoszone projekty zostaną zrealizowane iea.org. Dzięki IRA i podobnym zachętom możemy być świadkami osiągnięcia przez zielony wodór świętego Graala – kosztu 1 USD/kg już na początku lat 30. (w regionach bogatych w OZE), lub przynajmniej 2 USD/kg w większości miejsc, co uczyniłoby eksploatację ogniw paliwowych niezwykle konkurencyjną pod względem kosztów paliwa. Ta obfitość taniego zielonego wodoru nie tylko zasili pojazdy i elektrownie, ale także otworzy nowe rynki dla ogniw paliwowych – na przykład ogniwa paliwowe na statkach towarowych wykorzystujących amoniak rozkładany na pokładzie, czy zasilanie ogniwami paliwowymi odległych wiosek obecnie korzystających z diesla (ponieważ zielony H₂ można by transportować lub produkować lokalnie z energii słonecznej). Jeśli wodór stanie się towarem handlowym jak LNG, nawet kraje bez OZE mogłyby go importować i wykorzystywać ogniwa paliwowe do produkcji czystej energii.
• Przełomowe osiągnięcia technologiczne: Trwające prace badawczo-rozwojowe mogą przynieść przełomowe zmiany. Na przykład, jeśli katalizatory z metali niebędących metalami szlachetnymi osiągną równoważną wydajność, ograniczenia podaży platyny i jej koszt przestaną mieć znaczenie – koszty stosów ogniw paliwowych mogą gwałtownie spaść, a żaden pojedynczy kraj nie będzie kontrolował zasobów (platyna jest silnie skoncentrowana w RPA i Rosji, więc ograniczenie tej potrzeby ma także korzyść geopolityczną). Sprawność stałotlenkowych ogniw paliwowych może się jeszcze poprawić, a niskotemperaturowe SOFC mogą stać się realne, wypełniając lukę między PEM a SOFC w niektórych zastosowaniach. W zakresie magazynowania wodoru postępy (być może w magazynowaniu w stanie stałym lub tańszym włóknie węglowym) mogą ułatwić i zagęścić przechowywanie H₂, wydłużając zasięg FCEV lub umożliwiając zastosowania w mniejszych formatach. Istnieje także potencjał nowych typów ogniw paliwowych – np. protonowych ceramicznych ogniw paliwowych pracujących w średnich temperaturach, które łączą niektóre zalety PEM i SOFC – co może rozszerzyć zakres zastosowań.
• Konwergencja z odnawialnymi źródłami energii i bateriami: Zamiast konkurować, ogniwa paliwowe, baterie i odnawialne źródła energii prawdopodobnie będą współpracować w wielu systemach. Na przykład przyszła bezemisyjna sieć energetyczna może wykorzystywać energię słoneczną/wietrzną (przerywaną), magazynowanie w bateriach (krótkoterminowe) oraz generatory ogniw paliwowych zasilane magazynowanym wodorem lub amoniakiem (długoterminowe, wsparcie szczytowe). W pojazdach każdy pojazd z ogniwem paliwowym będzie nadal posiadał baterię (hybrydową) do odzyskiwania energii z hamowania i zwiększania mocy. Możemy także zobaczyć FCEV z możliwością ładowania z gniazdka: pojazdy, które głównie jeżdżą na wodorze, ale mogą być również ładowane z sieci jak hybryda plug-in. Może to zapewnić elastyczność operacyjną i potencjalnie zmniejszyć zapotrzebowanie na paliwo – niektóre samochody koncepcyjne już prezentowały tę możliwość.
• Perspektywy rynkowe i wolumen: Do połowy lat 30. XXI wieku na świecie może jeździć miliony pojazdów z ogniwami paliwowymi, jeśli utrzymają się sprzyjające warunki. Dla porównania, prognozy są różne: optymistyczne mówią o 10 milionach FCEV do 2030 roku na świecie (głównie w Chinach, Japonii, Korei), bardziej ostrożne przewidują może 1-2 miliony. Pojazdy ciężarowe będą stanowić znaczną część – dziesiątki tysięcy ciężarówek i autobusów sprzedawanych rocznie pod koniec lat 20. Przychody branży ogniw paliwowych mogą osiągnąć dziesiątki miliardów rocznie, a wiele firm będzie wtedy rentownych. Regiony takie jak Europa dążą do budowy krajowych liderów, którzy będą rywalizować z Ballardem czy Plugiem, co może się udać (na przykład Bosch może stać się dużym graczem dzięki własnej produkcji ogniw paliwowych). Mogą też pojawić się zupełnie nowi gracze – np. w Chinach REFIRE i Weichai w ciągu kilku lat stały się głównymi producentami systemów ogniw paliwowych dzięki wsparciu rządu i wkrótce mogą być globalnymi konkurentami.
• Polityka i cele klimatyczne: Ogniwa paliwowe odgrywają kluczową rolę w wielu mapach drogowych osiągnięcia zerowej emisji netto do 2050 roku. Patrząc na rok 2050: w scenariuszu zerowej emisji netto, wodór i ogniwa paliwowe mogą dostarczać 10-15% końcowego zużycia energii na świecie commercial.allianz.com, zasilając dużą część ciężkiego transportu, żeglugi (być może poprzez ogniwa paliwowe na amoniak lub spalanie), lotnictwa (może poprzez spalanie wodoru w dużych samolotach, ale ogniwa paliwowe w samolotach regionalnych) oraz część produkcji energii elektrycznej. Do tego czasu ogniwa paliwowe mogą być tak powszechne, jak kiedyś silniki spalinowe – obecne we wszystkim, od urządzeń domowych (jak generatory ogniw paliwowych w piwnicach lub APUs w domach) po ogromne elektrownie. Mogą też stać się dość niewidoczne dla użytkownika – na przykład pasażer może jechać pociągiem lub autobusem napędzanym wodorem i nawet nie zdawać sobie sprawy, że to ogniwo paliwowe, a nie pojazd zasilany z sieci elektrycznej lub baterii, ponieważ doświadczenie (płynność, cisza) jest podobne lub lepsze. Narracja może się zmienić: zamiast „ogniwo paliwowe kontra bateria”, może po prostu pojazdy elektryczne będą występować w dwóch wariantach (bateria lub ogniwo paliwowe) w zależności od potrzeb zasięgu, oba pod wspólnym szyldem napędu elektrycznego.
• Perspektywy ekspertów: Liderzy branży pozostają optymistyczni, ale realistyczni. Na przykład Tom Linebarger (przewodniczący Cummins) w 2024 roku powiedział: „Wierzymy, że ogniwa paliwowe na wodór odegrają kluczową rolę, zwłaszcza w zastosowaniach ciężkich, ale sukces będzie zależał od obniżenia kosztów i rozbudowy infrastruktury wodorowej – oba te procesy już trwają.” Wielu podziela ten pogląd: ogniwa paliwowe nie zastąpią wszędzie baterii ani silników spalinowych, ale wypełnią kluczowe segmenty i będą współpracować z innymi rozwiązaniami. Naukowcy tacy jak prof. Yoshino (wynalazca baterii litowej) twierdzą nawet, że wodór i baterie muszą współistnieć, aby całkowicie zastąpić ropę. Tymczasem głosy ostrożności, jak Elon Musk (który słynnie nazwał ogniwa paliwowe „fool cells”), są coraz bardziej odosobnione, ponieważ nawet Tesla rozważa użycie wodoru do produkcji stali w swoich fabrykach.

Można się spodziewać pewnej konsolidacji w branży wraz z jej dojrzewaniem: nie wszystkie obecne startupy zajmujące się ogniwami paliwowymi przetrwają – te, które mają realne osiągnięcia, zostaną przejęte lub wyprą inne. Na przykład w 2025 roku widzieliśmy, jak Honeywell kupuje dział JM ts2.tech – prawdopodobnie pojawi się więcej takich transakcji, gdy duże firmy będą przejmować kompetencje. Może to przyspieszyć rozwój, wprowadzając technologię ogniw paliwowych pod skrzydła gigantów produkcyjnych z dużymi zasobami.

• Przyjęcie przez konsumentów: Aby konsumenckie FCEV (samochody na ogniwa paliwowe) naprawdę odniosły sukces, tankowanie wodoru musi być niemal tak wygodne jak tankowanie benzyny. Do 2030 roku regiony takie jak Kalifornia, Niemcy, Japonia mogą się do tego zbliżyć – z setkami stacji, dzięki czemu kierowca FCEV nie będzie musiał martwić się o planowanie trasy. Jeśli tak się stanie, marketing szeptany od właścicieli (którzy cenią sobie szybkie tankowanie i duży zasięg) może zachęcić innych, zwłaszcza tych, którym nie odpowiadają obecne prędkości ładowania lub zasięg samochodów elektrycznych. Pomogą też nowe modele pojazdów – obecnie wybór jest ograniczony (tylko kilka modeli aut, choć nadchodzą kolejne, jak nowa generacja Hyundaia czy być może modele z Chin lub Lexus na ogniwa paliwowe). Jeśli pod koniec lat 20. XXI wieku popularne marki wprowadzą SUV-a lub pickupa na ogniwa paliwowe, to zmieni zasady gry. Krążą plotki, że Toyota może zastosować ogniwa paliwowe w większych SUV-ach i pickupach, co mogłoby spopularyzować tę technologię wśród innej grupy odbiorców niż ekologiczni nabywcy Mirai.
• Równość globalna: W miarę dojrzewania technologii ogniw paliwowych, może być ona transferowana i wykorzystywana w krajach rozwijających się, nie tylko bogatych. Zwłaszcza do zasilania odległych obszarów lub czystego transportu publicznego w zanieczyszczonych miastach Indii, Afryki, Ameryki Łacińskiej. Najpierw koszty muszą spaść, ale do 2035 roku możemy zobaczyć na przykład autobusy wodorowe w afrykańskich miastach, zasilane lokalnie produkowanym zielonym wodorem z obfitej energii słonecznej. Jeśli międzynarodowe finansowanie to wesprze, ogniwa paliwowe mogą przeskoczyć starsze, brudne technologie w tych miejscach.

Podsumowując, perspektywy dla ogniw paliwowych to rosnąca integracja z krajobrazem czystej energii. Ostrożny optymizm poparty jest konkretnymi postępami, że ogniwa paliwowe przezwyciężą obecne wyzwania i znajdą swoje właściwe miejsce. Jak powiedział Oliver Zipse (BMW), wodór to nie tylko klimat, to także „odporność i suwerenność przemysłowa” hydrogen-central.com – co oznacza, że kraje i firmy widzą strategiczną wartość w przyjmowaniu technologii ogniw paliwowych i wodoru (zmniejszenie zależności od ropy, tworzenie nowych gałęzi przemysłu). Ta strategiczna motywacja zapewnia długoterminowe zaangażowanie.

Chociaż nikt nie może przewidzieć przyszłości z całkowitą pewnością, wymowne jest, że praktycznie każda duża gospodarka i producent pojazdów ma obecnie plan dotyczący wodoru/ogniw paliwowych – co dekadę temu nie było prawdą. Elementy układanki zaczynają do siebie pasować: technologia się rozwija, rynki się kształtują, polityki się dostosowują, inwestycje płyną. Jeśli lata 2010 były dekadą przełomu w akumulatorach i wczesnej adopcji, to końcówka lat 20. i lata 30. XXI wieku mogą być okresem, gdy wodór i ogniwa paliwowe przebiją się i osiągną skalę. Efektem może być świat w 2050 roku, w którym sektor transportu i energetyki będą w dużej mierze wolne od emisji – w niemałej mierze dzięki wszechobecnej technologii ogniw paliwowych, cicho spełniającej swoją rolę – w samochodach, ciężarówkach, domach i elektrowniach – realizując wieloletnią obietnicę gospodarki wodorowej.

Na zakończenie warto przypomnieć słowa jednego z dyrektorów Toyoty, Thierry de Barros Conti, który podczas seminarium w 2025 roku apelował o cierpliwość i wytrwałość: „To nie była łatwa droga, ale to jest właściwa droga.” pressroom.toyota.com Droga ogniw paliwowych miała swoje zakręty i zwroty, ale dzięki nieustannym wysiłkom prowadzi nas ku czystszej, bardziej zrównoważonej przyszłości napędzanej wodorem.

Źródła

• Fortin, P. (2025). Badania SINTEF nad redukcją platyny w ogniwach paliwowych – Norwegian SciTech News norwegianscitechnews.com
• Satyapal, S. (2025). Wywiad na temat osiągnięć i wyzwań amerykańskiego programu wodorowego – Innovation News Network innovationnewsnetwork.com
• Globe Newswire. (2025). Trendy rynku pojazdów elektrycznych z ogniwami paliwowymi 2025 – Precedence Research globenewswire.com
• Sustainable Bus. (2025). Wdrażanie autobusów z ogniwami paliwowymi i trendy w Europie sustainable-bus.com
• Airbus Press Release. (2025). Partnerstwo Airbusa i MTU w zakresie lotnictwa z ogniwami paliwowymi, wypowiedzi ekspertów airbus.com
• Hydrogen Central. (2025). Wypowiedzi CEO Global Hydrogen Mobility Alliance (Air Liquide, BMW, Daimler itd.) hydrogen-central.com
• NYSERDA Press Release. (2025). Nowy Jork finansuje projekty ogniw paliwowych na wodór, oficjalne wypowiedzi nyserda.ny.gov
• IEA. (2024). Globalne ustalenia dotyczące wodoru i najważniejsze kwestie polityczne iea.org
• H2 View. (2025). Przegląd rynku wodoru w połowie 2025 roku (realizm inwestorów, wiadomości o Nikola) h2-view.com
• Ballard Power. (2025). Ogłoszenia korporacyjne (zamówienia na autobusy, strategiczne priorytety) money.tmx.com, cantechletter.com