Водород для обогрева: Водородное отопление дома своими руками: что нужно знать?

Содержание

Применение водородной технологии в газовом оборудовании Viessmann

Вопросы развития водородной энергетики и в этом контексте перспективы использования инфраструктуры газотранспортной системы Украины сейчас на повестке дня в связи со значительными изменениями в экономической и энергетической сферах, а также развитием водородных технологий в странах ЕС.
В промышленности Германии уже есть спрос на водород и Украины рассматривается как возможный поставщик водорода. Сейчас немецкие компании тестируют технологии выработки водорода и оптимизации процессов.


И мы, VIESSMANN, уже готовы к данным изменениям!


VITODENS 200 — уже сейчас могут работать на смеси водорода и газа, с массовой долей водорода 20-30%.
В случае полного перехода на водород — сервисный партнер может заменить только горелка и котел будет уже водородным.

Чем УКРАИНА ПРИВЛЕКАТЕЛЬНАЯ КАК ПЛОЩАДКА ДЛЯ ВЫРАБОТКИ «ЗЕЛЕНОГО» водорода?

Три главные сферы использования водородных технологий — отопление, электрическая энергия и транспорт. Причем не только колесный. Это и железнодорожный, и морской. И есть проекты, где самолеты уже оборудуются бортовыми водородными технологиями. На них самолеты еще не летают, но для обеспечения жизнедеятельности судна такие технологии используются.

Последние месяцы не прекращаются новости относительно новых достижений Украины в области водородной энергетики.

Недавно создали Атлас потенциала возобновляемой энергетики Украины. Он свидетельствует, что мы можем у себя разместить такое количество возобновляемых источников, которая позволит полностью обеспечить себя как страну, не быть зависимыми от импорта энергоносителей сюда, и — закрыть треть потребностей всех стран Евросоюза.

Политика Германии и ЕС в свою очередь поставила амбициозную цель стать к 2050 году климатически нейтральной и уменьшить выбросы CO2 до нуля. Этого можно достичь только без сжигания ископаемого топлива. Зато в будущем в отопительном секторе будет сочетание решений на основе электрической энергии, таких как тепловые насосы, и возобновляемых источников энергии, таких как водород, производимых без диоксида углерода. Водород, в частности, будет играть ключевую роль. Это логичный способ сделать рынок отопления климатически нейтральным.

Это новый вид топлива предназначен для отопления

Водород для отопления сочетается с электрификацией — это позволяет потребителям и компаниям хорошо инвестировать в теплоснабжение зданий без CO2. Пилотное исследование Немецкого энергетического агентства (Dena) показывает, что сочетание электроэнергии и водорода в строительном секторе может уменьшить расходы энергетической системы минимум на 260 млрд. евро к 2050 г.. Расширение электросетей и резервных электростанций — что необходимо полностью электрифицировать отопительный сектор — было бы значительно сокращено за счет использования существующей газовой инфраструктуры для водорода. Более того, это новое топливо позволяет значительно сократить выбросы CO2 за очень короткий промежуток времени. Уже можно добавить к природному газу в электросети до 20 процентов водорода. Это может уменьшить выбросы парниковых газов примерно на семь процентов в год. Итак, это быстро и эффективно сделает большой вклад в защиту климата.

Современные конденсационные котлы Vitodens могут легко работать на смеси до 30 процентов водорода.

Технология, необходимая для использования таких смесей природного газа и водорода для обогрева зданий, доступная и уже используется на рынке в тысячах установок. По сути, газовые конденсационные котлы последних поколений Vitodens 300 и Vitodens 200 уже сегодня могут эксплуатироваться с 20-30 процентами водорода.

Национальные и международные стратегии расширения инфраструктуры

Национальные и международные инициативы будут способствовать расширению водородной инфраструктуры в ближайшие годы. Соответственно, немецкий правительство представило свою национальную инфраструктуру летом 2020 года. Он объявил о финансировании 9 млрд. Евро для целевого развития водородной инфраструктуры. Одновременно Комиссия ЕС опубликовала водородную стратегию, которая предусматривает значительное расширение производственных мощностей. Ожидается, что производство водорода с помощью возобновляемых источников энергии вырастет до 1 миллиона тонн до 2024 года и до 10000000 тонн до 2030 года. Сегодня уже поддерживаются многочисленные пилотные проекты. Одним из примеров является создание водородной инфраструктуры в регионе Кайзерс земли Рейнланд-Пфальц в Германии. В рамках проекта «SmartQuart», финансируемого Федеральным министерством экономики и технологий Германии (BMWi), к 2023 году там будет построена полная водородная инфраструктура. Она будет включать производство возобновляемой электроэнергии, хранения и распределения водорода и распределение водорода для его использования в секторах тепло- и электроснабжения, промышленности и транспорта. Компания Viessmann участвовала в этом начальном испытательном исследовании в эпоху устойчивой энергетики с самого начала. В Кайзерсеши компания Viessmann тестировать конденсационные котлы для работы с чистым водородом, а также практическую работу водородно-совместимых систем отопления топливных элементов.

«h3ready» конденсационные котлы, работающие на 100 процентов водорода

«Мы создаем жизненные пространства для будущих поколений» — вот миссия компании Viessmann. Для того, чтобы обеспечить надежное, безопасное, доступное и климатически нейтральное теплоснабжения в будущем, команда инженеров и техников в Инновационном центре Viessmann, расположенном в штаб-квартире компании в Аллендорфе (Эдер) — пока испытывает конденсационные котлы «h3ready» на работу с чистым водородом. Основой служат современные настенные газовые котлы на природном газе с полностью предварительно смешанной газовой горелкой. Свойства горения водорода, которые существенно отличаются от свойств природного газа, требуют новой разработки системы сгорания, контроля и управления огнем, а также адаптации компонентов горелки.

После испытания прототипа следующими этапами являются квалификация, испытания на выносливость и, в конце концов, внедрение устройств в Кайзерсеши в начале 2023 года. Эти устройства, скорее всего, будут выпущены на рынок в 2024 году; ожидается, что дальнейшие региональные газовые сети Германии впоследствии распределять чистый водород среди потребителей. Инновационные конденсационные котлы «h3ready» смогут с незначительными усилиями переходить с природного газа или смесей природного газа / водорода на чистый водород. Это обеспечивает их совместимость в будущем переходном этапе от природного газа к водороду.

В настоящее время компания Viessmann разрабатывает другие системы конденсационной технологии, в том числе разработанные для большей мощности, топливные элементы и установки ТЭЦ, предназначены также для использования водорода. Как ведущий новатор в области, через несколько лет Viessmann предложит полный ассортимент.

Свойства водорода

Самый распространенный элемент во Вселенной имеет многочисленные положительные свойства.

Водород — это:

Ни токсичен, ни коррозионно ни радиоактивный,
Не загрязняет воду, не вредит природе или окружающей среде
По сравнению с природным газом и мазутом, он имеет самую высокую плотность энергии на килограмм (водород 33,3 кВт-ч / кг, природный газ 13,9 кВт-ч / кг, мазут 11,4 кВт-ч / кг).
Прежде всего, водород можно производить и сжигать нейтральным к СО2 способом, что делает его абсолютно климатическим. Однако, водород значительно отличается от природного газа по своим свойствам, связанным с горением. Таким образом, объемная плотность энергии для газообразного водорода, которая составляет примерно 3,0 кВт-ч / м, при нормальном давлении и при температуре, по сравнению составляет лишь одну треть от природного газа (9,97 кВт-ч / м) . Природный водород на Земле в основном присутствует только в химически связанной форме, например как вода. В таком виде он охватывает более двух третей поверхности Земли. Общие водные ресурсы Земли составляют примерно 1,386 миллиарда кубических километров. Также на Земле есть важные соединения, содержащие водород, в природных газах, таких как метан, а также в сырой нефти.

Прогнозы показывают снижение производственных затрат, обусловленное уменьшением затрат на электролиз и возобновляемые источники энергии для производства электроэнергии, а также внедрением производства и хранения углерода (например, в Северном море). По данным международного института исследования рынка BloombergNEF, зеленый водород может даже конкурировать с природным газом до 2050 года.

Эффективный и взрывоопасный. Сможет ли Москва перейти на водородное отопление

Фото: pexels

Не так давно водородом начали отапливать дома в Европе. Ученые говорят, что эта технология дает больше тепла, чем остальные популярные источники энергии. Однако пустить его по трубам Москвы пока невозможно. Почему первый элемент таблицы Менделеева уже греет дома в Европе и когда для топлива «h2» созреет столица, узнала «МП»


Газ для голландцев

Нидерландская компания Stedin начинает отапливать жилой комплекс в Роттердаме водородом. По информации издания SmartCityHub, газ будет производится на небольшом заводе и подаваться в квартиры по трубопроводу – логистически эта система мало чем отличается от московского центрального отопления.

ЖК, который будет греться газом, – почти хрущевка: он построен несколько десятков лет назад, в нем пять жилых этажей, внешне его корпуса напоминают панельные объекты под реновацию. Как и часть хрущевок, ЖК располагается почти в центре. Издание подчеркивает, что водород является перспективным топливом именно для зданий в центральных районах, так как там сложно найти другие источники «зеленой» энергии (например, построить ветропарк). Другой плюс водорода – в эффективности: КПД вещества примерно на 30% выше, чем у природного газа. Правда, финансовые преимущества газа могут проявиться только в перспективе.


Технология «h2»

Экология и высокий КПД – главные факторы, благодаря которым об отоплении жилья водородом уже задумались несколько коммунальных операторов Нидерландов. А голландская электростанция Magnum изучает вопрос производства водорода на своих мощностях.

В Москве о подобном способе обогрева пока почти не говорят. При этом система система производства энергоэффективного газа довольна проста: водород извлекается из воды при помощи электричества. Далее он хранится в резервуарах либо сразу идет в квартиры.

Также газ может быть использован для крупных предприятий. Например, водород может заинтересовать NASA – недавно агентство опубликовало доклад, согласно которому им требуется много воды для теплоснабжения из неизвестных пока подземных источников, а также от ветра и солнца. Все это может заменить элемент «h2».


Опасность взрыва

В упрощенном виде система отопления в Москве выглядит так: сжигаемое топливо превращается в пар, который вращает турбины для выработки электричества; потом этот пар используется для нагрева теплоносителя. Далее – теплоноситель идет в батареи.

Эта схема работает на многих российских ТЭЦ. Такое отопление называется «центральным».

Александр Раменский

Президент НАВЭ, Вице-президент IAHE, член Общественного совета при Росстандарте

«Водородное отопление не может быть центральным в таком большом городе, как Москва»

    

В нашей стране проектами, связанными с перспективным использованием «h2», занимается Национальная ассоциация водородной энергетики (НП НАВЭ). По словам его главы Александра Раменского, водородное отопление не может быть центральным в таком большом городе, как Москва. По его мнению, история с водородным теплом – это возможность перейти на новое топливо для небольших городов и поселков. То есть для местности, где отопление «децентрализованное».

Раменский добавляет, что водород является довольно опасным газом:

– Это другая технология. Водород – тяжелый и взрывоопасный. Он может взорваться в помещении в меньше содержании [чем бытовой газ].

Взрывы в жилых домах регулярно попадают в СМИ. Согласно открытым данным, только в прошлом году бытовой газ взрывался в квартирах россиян 29 раз, 51 человек погиб и более сотни пострадали. На опасность водорода указывают и специалисты по автотранспорту:

– Водородные заправки гораздо опаснее бензиновых. Например, на заправках в Германии шланг буквально вкручивается в бензобак – для того, чтобы не было соприкосновения вещества с кислородом и не случилось взрыва, – рассказал автоэксперт ОТР Андрей Осипов.


Москва: препятствия в ценах и технологиях

– Теоретически появление водородного отопления в Москве возможно, – полагает завотделом исследования энергетических рынков мира и России ИНЭИ РАН Вячеслав Кулагин. – Другое дело, что никакой экономической целесообразности в этом пока нет – потому что дорого. 

Вячеслав Кулагин

Завотделом исследования энергетических рынков мира и России ИНЭИ РАН

«Разумеется, водород более экологичен, чем многие его альтернативы, но другой вопрос – из чего он производится? И какие выбросы будут при производстве?»

    

Вопрос цены – один из самых серьезных. По словам Кулагина, стоимость водорода может быть в разы выше, чем стоимость угля и газа (последний используется для генерации более половины энергии в России). Однако точной разницы в цене назвать нельзя, так как ценник на газ отличается в разных регионах страны. Но можно утверждать: пока водород по дешевизне не конкурент углю и газу.

Одна из главных причин интереса к водороду в Голландии – экологичность топлива. В России же проблема перехода на экотопливо пока не является главной.

Как рассказал Вячеслав Кулагин, в Москве не существует проблемы, которую бы мог решить переход системы отопления на водород. По его мнению, ключевая нагрузка на экологию города идет от автомобилей – именно они (а, например, не ТЭЦ) формируют около 90% всего загрязнения воздуха. И если говорить об экологии, то нужно прежде всего ужесточать стандарты, расширять использование электротранспорта, ограничивать въезд в город машин, которые не соответствуют экологическим требованиям, – а не менять горячую воду на водород.


Другие перспективы

Европа становится все ближе: 4 марта стало известно, что Москву могут поделить на экологические зоны, въезд в них запретят машинам, у которых слишком много выхлопов.

Один из первых проектов в столице по снижению выбросов от автомобилей – появление электронных заправок. При этом заправить электромобиль в Москве можно, а вот водороный – нет.


Один килограмм водорода производит примерно такое же количество энергии, как аккумулятор Tesla Power, пишет издание SmartCityHub. Специалисты говорят, что зарядка газом может позволить проехать в 2,5-3 большее расстояние, чем бак с бензиновым топливом.

Плюсы очевидны. Однако владелец компании Tesla Илон Маск неоднократно критиковал водородные источники– он называл их «тупой технологией», указывая на проблему в выработке энергии.

Автоэксперт Андрей Осипов поясняет, что самый распространенный способ получения водорода машиной – технология топливных ячеек. Они находятся внутри машины и сами вырабатывают энергию. Однако эта технология наиболее дорогая – несмотря на то, что ячейки самый распространенный вид водородных двигателей, в мире таких машин по-прежнему немного. И пока нет массового внедрения системы в автопром, газовый двигатель будет стоить очень дорого.

В виду этой дороговизны в России просто нет машин, которые работают на водороде. Кроме того, сам город пока экономически не заинтересован в развитии этого вида транспорта, полагает специалист. По словам Осипова, ближайшее «хай-тек» будущее для столичных автомобилистов – это электромобили.


Водородное министерство и будущее Москвы

В России есть проекты по использованию водорода, но все они носят скорее экспериментальный характер, говорит Вячеслав Кулагин из ИНЭИ РАН. По его мнению, формировать энергосистему на основе водорода сегодня не имеет экономического смысла. Ученый полагает, что пока водород представляет интерес только для сфер, которым нужны более эффективные двигатели и в которых финансовый вопрос стоит на втором месте.

— Например, [водород используется] при производстве беспилотных летательных аппаратов для нужд вооруженных сил [в Минобороны РФ – «МП»]. С водородными топливными элементами они лучше соответствуют требуемым параметрам, чем в случае использования традиционных видов топлива. В частности [благодаря водороду они лучше] по дальности полета, его длительности и шумовым характеристикам, – говорит он.

Что касается сектора ЖКХ, то переход на водородное отопление возможен – но только в далеком будущем, прогнозирует ученый. Однако для этого нужно, чтобы сошлись несколько факторов. Во-первых, необходимо «дальнейшее развитие водородных технологий», говорит Кулагин. Кроме того, надо создать условия, чтобы водород не привел к кратному повышению коммунальных счетов за тепло. Пока это нереально.

Водородный генератор своими руками для отопления дома, схема

Использование водорода в качестве энергоносителя для обогрева дома – идея весьма заманчивая, ведь его теплотворная способность (33.2 кВт / м3) превышает более чем в 3 раза показатель природного газа (9.3 кВт / м3). Теоретически, чтобы извлечь горючий газ из воды с последующим сжиганием его в котле, можно использовать водородный генератор для отопления. О том, что из этого может получиться и как сделать такое устройство своими руками, будет рассказано в данной статье.

Принцип работы генератора

Как энергоноситель водород действительно не имеет себе равных, а запасы его пpaктически неисчерпаемы. Как мы уже сказали, при сжигании он выделяет огромное количество тепловой энергии, несравнимо большее, нежели любое углеводородное топливо. Вместо вредных соединений, выбрасываемых в атмосферу при использовании природного газа, при горении водорода образуется обычная вода в виде пара. Одна беда: данный химический элемент не встречается в природе в свободном виде, только в соединении с другими веществами.

Одно из таких соединений – обычная вода, представляющая собой полностью окисленный водород. Над ее расщеплением на составные элементы работали многие ученые в течение долгих лет. Нельзя сказать, что безрезультатно, ведь техническое решение по разделению воды все же было найдено. Его суть – в химической реакции электролиза, в результате которой происходит расщепление воды на кислород и водород, полученную смесь назвали гремучим газом или газом Брауна. Ниже показана схема водородного генератора (электролизера), работающего на электричестве:

Электролизеры производятся серийно и предназначены для газопламенных (сварочных) работ. Ток определенной силы и частоты подается на группы металлических пластин, погруженных в воду. В результате протекающей реакции электролиза выделяются кислород и водород вперемешку с водяным паром. Для его отделения газы пропускаются через сепаратор, после чего подаются на горелку. Дабы избежать обратного удара и взрыва, на подаче устанавливается клапан, пропускающий горючее только в одну сторону.

Для контроля за уровнем воды и своевременной подпитки конструкцией предусмотрен специальный датчик, по сигналу которого производится ее впрыск в рабочее прострaнcтво электролизера. За превышением давления внутри сосуда следит аварийный выключатель и сбросной клапан. Обслуживание водородного генератора заключается в периодическом добавлении воды, и на этом все.

Водородное отопление: миф или реальность?

Генератор для сварочных работ – это на данный момент единственное пpaктическое применение электролитическому расщеплению воды. Использовать его для отопления дома нецелесообразно и вот почему. Затраты энергоносителей при газопламенных работах не так важны, главное, что сварщику не нужно таскать тяжеленные баллоны и возиться со шлангами. Другое дело – отопление жилища, где каждая копейка на счету. И тут водород проигрывает всем существующим ныне видам топлива.

Важно. Затраты электроэнергии на выделение горючего из воды методом электролиза будут гораздо выше, нежели гремучий газ сможет выделить при сжигании.

Серийные сварочные генераторы стоят немалых денег, поскольку в них используются катализаторы процесса электролиза, в состав которых входит платина. Можно сделать водородный генератор своими руками, но его эффективность будет еще ниже, чем у заводского. Получить горючий газ вам точно удастся, но вряд ли его хватит на обогрев хотя бы одной большой комнаты, не то что целого дома. А если и хватит, то придется оплачивать баснословные счета за электричество.

Чем тратить время и усилия на получение бесплатного топлива, которого не существует априори, проще смастерить своими руками простой электродный котел. Можете быть уверены, что так вы израсходуете гораздо меньше энергии с большей пользой. Впрочем, домашние мастера – энтузиасты всегда могут попробовать свои силы и собрать дома электролизер, с целью провести эксперименты и убедиться во всем самолично. Один из подобных экспериментов показан на видео:

Как изготовить генератор

Масса интернет-ресурсов публикуют самые разные схемы и чертежи генератора для получения водорода, но все они действуют по одному принципу. Мы предложим вашему вниманию чертеж простого устройства, взятый из научно-популярной литературы:

Здесь электролизер представляет собой группу металлических пластин, стянутых между собой болтами. Между ними установлены изоляционные прокладки, крайние толстые обкладки тоже изготовлены из диэлектрика. От штуцера, вмонтированного в одну из обкладок, идет трубка для подачи газа в сосуд с водой, а из него – во второй. Задача емкостей – отделять паровую составляющую и накапливать смесь водорода с кислородом, чтобы подавать его под давлением.

Совет. Электролитические пластины для генератора надо делать из нержавеющей стали, легированной титаном. Он послужит дополнительным катализатором реакции расщепления.

Пластины, что служат электродами, могут быть произвольного размера. Но надо понимать, что производительность аппарата зависит от их площади поверхности. Чем большее число электродов удастся задействовать в процессе, тем лучше. Но при этом и потрeбляемый ток будет выше, это следует учитывать. К концам пластин припаиваются провода, ведущие к источнику электричества. Здесь тоже есть поле для экспериментов: можно подавать на электролизер разное напряжение с помощью регулируемого блока питания.

В качестве электролизера можно применить пластиковый контейнер от водяного фильтра, поместив в него электроды из нержавеющих трубок. Изделие удобно тем, что его легко герметизировать от окружающей среды, выводя трубку и провода через отверстия в крышке. Другое дело, что этот самодельный водородный генератор обладает невысокой производительностью из-за малой площади электродов.

Заключение

На данный момент не существует надежной и эффективной технологии, позволяющей реализовать водородное отопление частного дома. Те генераторы, что имеются в продаже, могут успешно применяться для обработки металлов, но не для производства горючего для котла. Попытки организовать подобный обогрев приведут к перерасходу электроэнергии, не считая затрат на оборудование.

Простая индукционная печь своими руками по схеме

Принцип работы индукционной печи — это процесс получения тепла от электричества, выpaбатываемого переменным магнитным полем. В печах индукционного типа происходит преобразование энергии по схеме электромагнитная-электрическая-тепловая….

30 03 2022 15:10:36

Отопление загородного дома: варианты решения проблемы

Какое отопление выбрать для частного дома или гаража, какое оборудование лучше подходит для обогрева квартиры или коттеджа? Для того, чтобы определиться, нужно рассмотреть основные виды систем отопления. И так ……

22 03 2022 14:24:16

Футорка что это: обзор переходников с резьбой

Резьба и резьбовые соединения. Диаметр резьбовых соединений. Обзор основных понятий: что такое футорка, что такое сгон, муфта, бочонок, сгон в сборе, кран шаровой с американкой…

15 03 2022 10:47:44

Ортофосфорная кислота: применение от ржавчины

Ортофосфорная кислота и ее применение от ржавчины: для автомобиля, сантехники, инструмента. Использование кислоты: нанесение на поверхность или погружение в нее предмета. Фото и видео инструкция….

08 03 2022 12:31:58

Электрический отопительный котел Галан

Обзор продуктов известной торговой марки Галан с описанием электродных и ТЭНовых электрических отопительных котлов. Технические хаpaктеристики отопителей, приборы и средства автоматизации к ним….

23 02 2022 11:13:27

Как сделать водородный котел для отопления своими руками

Еще несколько лет назад использование альтернативных источников энергии считалось почти фантастикой. Автомобильные водородные двигатели были изобретены давно, но безопасность их была недостаточной для массового производства, а сегодня Тойота уже выпускает седаны на водороде. Проблема отопления жилья установками на водороде не могла не возникнуть, поскольку по выделению тепла водород втрое опережает природный газ. Новые технологии в отоплении частных домов развиваются быстро, и водородные системы отопления занимают здесь не последнее место. Запасы водорода неисчерпаемы, продуктом горения его является вода, поэтому генератор для отопления считается перспективным оборудованием для обогрева жилья. В статье мы расскажем, как сделать водородный генератор для отопления частного дома своими руками, какие материалы для этого понадобятся и с какими сложностями сталкивается при этом изготовитель.

Плюсы и минусы водородного генератора для отопления

Принцип получения водорода из воды прост: при воздействии электрического тока вода расцепляется на водород и кислород. Водород, как энергоноситель, используется для отопления. Процесс, конечно, сложнее, но здесь описан упрощенно для самого общего понимания.

Преимущества отопления дома водородом:

  • исходный материал (вода) неисчерпаем;
  • экономически водород получать дешевле, чем добывать горючие энергоносители;
  • водород получается без вредных экологических выбросов с выделением водяного пара;
  • установка не использует открытого огня, выделение происходит на основе химических реакций;
  • КПД водородного котла максимальный;
  • работа котла бесшумная;
  • нет необходимости в дымоходе;
  • водородные установки безопаснее газовых.

К недостаткам водородных котлов отнесем:

  • требуется постоянно пополнять катализатор;
  • высокая взрывоопасность при несоблюдении требований эксплуатации;
  • неудобная перевозка газа;
  • недостаток специалистов по монтажу и обслуживанию водородных котлов;
  • недостаток запчастей на водородные котлы из-за неразвитого рынка в России.


На фото водородный котел серийного производства — выглядит опасно

Принцип действия водородного котла

Купить водородный котел для отопления частного дома сложно: серийного производства в России нет, в мире также массовое производство пока не налажено. К выпуску водородных отопительных установок приступили недавно в Италии, поэтому индивидуальный заказ на оборудование сделать можно, но обойдется это очень дорого.

Принцип действия водородного генератора следующий:

  1. Расщепление воды с образованием водорода происходит внутри электролизера после попадания туда электролитического раствора.
  2. Продукты, полученные в результате реакции, возвращаются в емкость из нержавеющей (легированной) стали с предохранительным клапаном от избыточного давления.
  3. Водород через защитный блок попадает далее в камеру сгорания, где, в результате реакции его с кислородом, образуется тепло.
  4. Через теплообменник тепло попадает в систему отопления. Температуры 40 градусов достаточно для нагрева «теплого пола».
  5. Вода, полученная в результате реакции, подается в емкость с электролитом. Часть раствора, таким образом, используется для воспламенения повторно за счет рециркуляции.


На фото схема и принцип действия водородного генератора

Как собрать водородный котел своими руками

Целесообразность изготовления водородного отопительного котла собственными руками следует тщательно выяснить и принять окончательное решение в каждом отдельном случае, определив следующее:

  • Экономическую эффективность производства установки. Главным ресурсом при производстве водорода является электроэнергия. Себестоимость генерации тепла при помощи водорода должна быть экономически оправданной.
  • Технический уровень сборки оборудования должен быть высоким. Выделение водорода должно происходить в специально отведенной емкости, утечка газа из которой может привести к взрыву.

Принципиально водородный генератор для отопления частного дома состоит из:

  1. теплообменника;
  2. электролизера;
  3. камеры сгорания;
  4. двухступенчатого предохранительного блока;
  5. емкости с электролитом для водорода из легированной или нержавеющей стали.

Материалы для изготовления продаются в розничной сети. Для сборки установки понадобится:

  1. блок питания 12 вольт;
  2. ШИМ регулятор на 30 Ампер;
  3. трубки из нержавейки разных диаметров;
  4. емкость из нержавейки.

Сборку водородного генератора отопления дома нужно начинать только после изучения процесса образования газа. Это необходимо для обеспечения правильной настройки и эффективной эксплуатации оборудования.

Подробную инструкцию по сборке водородного котла смотрите на видео ниже.

Выводы

  1. Водородные установки для отопления дома только недавно появились в серийном производстве в Европе.
  2. Перспективы использования водорода для отопления жилья огромны, но производство котлов требует совершенствования технологии выделения водорода и удешевления оборудования.

 

Отопление водородом своими руками — инструкции

Содержание статьи

Преимущества и недостатки

Специалисты отмечают ряд положительных моментов:

  1. Работа без использования огня. Тепловая энергия образуется не при сгорании того или иного вида топлива, а в процессе химической реакции.
  2. Стабильность температуры. Показатели по теплоносителю остаются на уровне +40 С на всем периоде работы котла.
  3. Универсальность. Система интегрируется в любое частное строение без особых сложностей.
  4. Удобство. Благодаря невысокой температуре теплоносителя, отопление не вызывает ожогов, не пересушивает кожу.
  5. Безвредность. При работе котел выделяет нейтральный пар. В отличие от всех прочих вариантов отопления водородное не является причиной болезней, нет сгорания частиц, а значит, не будет шлака, золы, а также выделения газа в атмосферу.

Налаженная система окупает все расходы на оборудование уже через 2-3 года. Единственной более дешевой альтернативой может стать газовый котел, но такая система не всегда доступна, особенно при удаленности жилья от центральных магистралей. Недостатком является взрывоопасность водорода, которая создает сложности при транспортировке, но только при низкотемпературном режиме.

Водородный котел -новейший, экологически чистый источник энергии

01.12.2011 09:38
Обновлено 18.06.2013 12:22

Водородные котлы это новейший, экологи

чески чистый источник энергии, который практически неисчерпаем. Использование водорода для получения тепловой энергии – решение, которое избавит нас от необходимости использования ископаемых ресурсов и от проблемы загрязнения окружающей среды.

В котле на водородном топливе нет пламени, поэтому нет продуктов горения. Для получения тепловой энергии используется каталитическая реакция. В результате реакции водорода и кислорода образуется молекула воды, и выделяется тепловая энергия, которую можно использовать в системах низкотемпературного отопления посредством водяных теплых полов.

Специфика водородного отопления

Впервые систему отопления на водороде получили в Италии. Главной задачей изобретателей стал поиск решения таких задач как:

  • экологическая безопасность;
  • отсутствие шума в помещении от работающих конструкций;
  • общая безопасность от не высоких температур внутри оборудования;
  • доступность материалов при изготовлении конструкций.

Со всеми задачами водородная установка для отопления дома справилась на все 100%. Кроме того такая система легко и быстро обогревает даже большие помещения и значительно экономит денежные средства даже в сравнении с газовым видом отопления.

Водородное отопление дома не требует особых энергоносителей, безвредно, но использует затраты только на электрическую энергию для работы генератора.

Водородный генератор для отопления дома

Достоинства и недостатки водородного обогрева

Метод хотя и является новинкой в нашем регионе, но уже позволяет выделить следующие преимущества:

  • установка отопительных конструкций на водороде доступна для частных строений, где отсутствуют газо- и тепло- снабжение, к примеру на даче;
  • безопасность работы обеспечивает получение тепла без присутствия открытого огня;
  • теплоноситель не нагревается больше чем 40С°, что позволяет использовать конструкцию для системы «теплый пол»;
  • сырье для отопления помещения не требует специального места хранения большого размера, как, к примеру, вид отопления на твердых видах топлива.

Но, не смотря на множество положительных моментов водородный обогрев, имеет и некоторые неудобства, к которым можно отнести следующие факторы:

  • водород взрывоопасен, особенно при транспортировке;
  • так как технология еще новая, то профессионала умеющего правильно изготовить и подключить оборудование найти не реально;
  • сертификация баллонов для водорода также может вызвать некоторые неудобства;
  • подключение конструкции своими руками практически невозможно из-за сложностей и незнания вопроса.

Основные материалы

Водородное отопление дома выполняется с помощью дистиллированной воды, в которую добавляется гидроксид натрия, обычное соотношение вещества составляет 1 сл. ложки на 10 л жидкости. Если же найти дистиллят проблематично, то подойдет и обычная вода из крана, при условии отсутствия в ней  тяжелых металлов. Решением вопроса может стать установка специальных фильтров для воды. Для остального оборудования потребуются следующие материалы:

  • котел. Наиболее приемлемым материалом для котла при водородном отоплении является нержавеющая сталь. Такой вид металла хорошо сопротивляется коррозии и не притягивает к себе иные частицы;
  • трубки и горелка. Приобрести подходящую горелку не составит труда, благо ассортимент в специализированных магазинах достаточно большой, а вот трубки желательно взять общим диаметров до 1,25 дюйма.

Если задаться целью, внимательно изучить вопрос и проконсультироваться со специалистами, то установка системы водородного отопления даже выполненная своими руками не представит особых трудностей. Такой вид отопления вполне может оправдать себя в частных строениях, где нет газоснабжения, но присутствует электрический ток.

Схема работы водородного котла

Меры предосторожности

При монтаже водородного отопления дома, также как и при возведении любой конструкции для отопления следует ознакомиться с правилами безопасности. Водород – взрывоопасен! Кроме того не обладает специфическим запахом, что не позволяет найти утечку без соответствующего оборудования. Поэтому самостоятельно собранные котлы могут представлять большую опасность для строения и жильцов.

Чтобы не допустить трагедии следует тщательно подойти к вопросу, просчитать все риски и выполнять работы только с помощью профессионала в этой области

Особое внимание следует уделить наличию предохранительных клапанов на горелке и полной герметичности системы

Как сделать водородный генератор для отопления?

Что такое водородный генератор и принцип его работы

Такой прибор еще называется электролизер и работает за счет протекания двух процессов – физического, химического. Представляя собой несколько металлических пластин, погруженных в емкость с дистиллированной водой, электролизер является самым популярным видом генераторов – это простое устройство, вырабатывающее огромное количество тепловой энергии.

Выглядит процесс так: электрической ток пропускается через воду между пластинами с разными полями (анод – катод), вследствие чего происходит расщепление дистиллированной воды на водород и кислород. Если площадь пластин большая, то тока проходит много, выделяемый объем газа тоже увеличивается.

Корпус, в который погружен электролизер, оснащается клеммами для подсоединения источника питания (электротока) и втулкой для выхода газа.

Загрузка…

Водородный генератор для отопления частного дома. Как он работает?

На современном рынке присутствуют разные отопительные системы. Люди же подбирают наиболее эффективные модели под своё жилье. Поэтому вопросы про водородный генератор для отопления частного дома остаются открытыми. Давайте попробуем разобраться.

Водородная энергия давно применяется в разных отраслях. Благодаря её потенциалу, разработчики решились применять ее для систем отопления.

Водородный генератор для отопления дома и его особенности

Мощность оборудования подбирается исходя из конкретной квадратуры помещения, будь то частный дом или сооружение муниципального типа. В частности, внимание уделяют водородной горелке, которая обладает разными техническими данными. Максимальная мощность горелки не может быть выше 6 отметок.

Использование водорода было признано экономичным типом топлива. Его получение возможно в любом количестве, главное иметь постоянный источник электроэнергии и воды.

Поставленная задача для оборудования — бесперебойное самостоятельное отопление площади. Однако, водородную аппаратуру можно применять в качестве дополнительного обогрева к основному устройству отопления в частном доме или другом здании.

Принцип работы водного генератора

В настоящее время, купить водородный генератор для отопления частного дома можно в специализированном магазине. Но прежде чем это сделать, нужно понять как он работает. Тепло вырабатывается при помощи электролиза воды в среде, которая насыщена катализатором.

При работе генератора вода не распадется на водород и кислород, что является главным условием безопасности его функционирования.

Современные модели вырабатывают газ Брауна. Это безопасное вещество зеленного или коричневатого оттенка, которое еще называют водяным газом. После нагрева до 40 градусов и выработки, он пробирается в камеры сгорания и перемешивается с воздушно-топливными элементами.

Водородный генератор на электричестве для частного жилья

В магазинах чаще всего можно встретить водный генератор, работающий на основе электролиза. Однако, для его приобретения потребуются документы от Ростехнадзора (разрешающие использование) и сертификаты (гигиенический, соответствие ГОСТР).

Он состоит из следующих элементов:

  • Система анализа газов;
  • Автоматический контроль и панель управления;
  • Охлаждения жидкости;
  • Контроль утечки;
  • Устройство раздельного типа для выработки кислорода и водорода — электролизера.

Чтобы достичь максимальный эффект процесса электропроводности, используют щелок. Пополнение им выполняется раз в год или по необходимости. На практике выяснено, что приобретение водородного генератора электролитического вида для отопления частного дома, выгоднее регулярной покупки газа.

Преимущества недостатки в использовании

Нельзя не затронуть его положительные и отрицательные качества, поскольку этот вид обогрева частного дома становиться всё популярнее. Из преимуществ выделяют:

  • Безвредность устройства;
  • Аппарат работает бесшумно;
  • Монтаж не повлечет установку дополнительных дымоходов;
  • КПД 90%;
  • Источник чистой энергии.

К отрицательным моментам можно отнести взрывоопасность в случае не правильной эксплуатации оборудования. Также на Российском рынке не достаточно распространены водородные агрегаты, что делает затруднительным покупку.

Очень мало специалистов, которые могут на профессиональном уровне обслуживать подобные агрегаты. Не следует пытаться самостоятельно изготовить аппарат, это опасно.

Водородный котел -новейший, экологически чистый источник энергии

Водородные котлы это новейший, экологи

чески чистый источник энергии, который практически неисчерпаем. Использование водорода для получения тепловой энергии – решение, которое избавит нас от необходимости использования ископаемых ресурсов и от проблемы загрязнения окружающей среды.

 

В котле на водородном топливе нет пламени, поэтому нет продуктов горения. Для получения тепловой энергии используется каталитическая реакция. В результате реакции водорода и кислорода образуется молекула воды, и выделяется тепловая энергия, которую можно использовать в системах низкотемпературного отопления посредством водяных теплых полов.

Проект H

2ydroGEM®

H2ydroGEM® является инновационной каталитической камерой сгорания, которая позволяет производить тепловую энергию методом, совершенно не требующим ископаемое топливо.

H2ydroGEM® является результатом исследований и разработок, которые предпринимаются компанией «Джакомини» с целью создания системы отопления зданий с нулевым уровнем выбросов.

 

H2ydroGEM® представляет собой каталитическую камеру сгорания, которая только при помощи водорода производит тепло для обогрева помещений.

H2ydroGEM® была разработана научно-исследовательской программой, которая проводилась исключительно в Италии с 2001 по 2004 год под руководством передовых институтов, таких, как PSI в Цюрихе, Политехнический университет Милана и Университет города Женевы.

 

В процессе работы H2ydroGEM®происходит каталитическая реакция между водородом и кислородом, и поэтому этот тепловой генератор работает БЕЗ пламени.

 

H2ydroGEM® может иметь различные потенциальные мощности: 1, 2, 3 или 6 каналов в соответствии с потребностями выработки тепла.

H2ydroGEM® является модульной камерой, поэтому возможна работа каналов независимо друг от друга.

 

В каждом канале присутствует катализатор, позволяющий водороду и кислороду объединяться в одну молекулу воды, одновременно выпуская тепло. Это тепло, произведенное реакцией, поступает в теплообменник, встроенный в камере сгорания. В итоге температура воды нагревается до 35 — 40 ° C, что является идеальным условием для работы таких систем как «теплый пол/потолок» и питания систем отопления работающих при низкой температуре.

 

Атом водорода является наиболее простым из всех: он состоит из ядра с одним электроном. Также является одним из самых легкодоступных и широкораспространенных известных материалов: водород входит в состав практически всех органических веществ и присутствует во всех живых клетках.

 

В природе, однако,  практически весь водород находится в виде соединений, если только не исключения (водород в виде простого вещества содержится в атмосфере ~ 0,00005 % по объёму). Обычно водород находится в органических материях и,особенно, в воде. Не случайно имя, которое было дано этому элементу семнадцать лет после его открытия, означает именно «генератор воды».

Сегодня мы с большим интересом можем наблюдать развитие технологий связанных с водородом. Этот чистый энергоноситель, революционный и практически в неограниченном колличестве, в сочетании с возобновляемыми энергетическими природными ресурсами в ближайшем будущем сможет освободить общество от крайней необходимости добывать ископаемые виды топлива, что также благоприятно повлияет на окружающую среду, климат и экологическую ситуацию на нашей планете.


С помощью электролиза водород можно производить везде, где есть вода и электроэнергия. Под дейтвием температуры молекулы воды разделяются на два составных элемента: водород (H2) и кислород (O2). Водород направляется в каталитическую камеру сгорания H2ydroGEM® непосредственно или через некоторое время хранения, а кислород может быть сохранен для других целей. Отсутствие углерода в реагенте вызывает реакцию без выбросов углекислого газа (CO2), а низкая температура горения (300-350 ° C) позволяет избежать образования токсичных оксидов азота (NOх). Единственным другим продуктом реакции является простой пар, который может безопасен для атмосферы. 2О =2↑ + О2

Используя для электролиза воды энергию, произведенную возобновляемыми источниками, можно создать цикл с нулевым уровнем выбросов.

 

Первая публичная презентация водородного котла H2ydroGEM® состоялась на Олимпийских играх 2006 в Турине.
Giacomini представила свой стенд на выставке Casa Italia в Кастелло дель Валентино (центральный офис сборной Италии)  а также поддержала мировые инновационные изобретения которые базируются на использовании водородных технологий на так называемой “Piazza Idrogeno” («Площади Водорода») специально построеной в Largo Cairoli.

 

8 февраля 2006 года стенд в Кастелло дель Валентино был торжественно открыт президентом региона Пьемонте Мерседес Брессо, которая поддержала компанию в начинаниях и советовала продолжать начатый путь.


Environment Park — научно-технологический парк, основанный в 1996 в г. Турин (регион Пьемонт) по инициативе муниципалитета Турина и Европейского союза. С самого начала,целью парка стало объединение технологических инноваций и экологической эффективности.

Подробнее…

В гостинице Сан-Рокко, которая в начале 2010 года получила сертификацию «устойчивого потенциала» ICIM, действует с осени 2009 года h3ydroGEM® с шестью каналами. Водородный котел служит для отопления помещений виллы Gippini, жемчужины барокко, которая является неотъемлемой частью отеля.

Подробнее…

Не случайно, что первое здание, где была установлена камера сгорания h3ydroGEM® является Центром альтернативной энергии, который был построен компанией «Джакомини» в Сан-Маурицио d’Opaglio (NO). Здесь же, технология h3ydroGEM® была разработана и испытана исследовательской программой проводимой исключительно в Италии с 2001 по 2004 годы под руководством таких учреждений, как: PSI в Цюрихе, Политехнический университет Милана и университет города Женевы

Подробнее…

Московская компания «Инесис» приступила к продажам осевых вентиляторов серии УВОК< Предыдущая   Следующая >Компания GREE освоила выпуск кондиционеров на пропане

Tags:

Водород для отопления? Варианты декарбонизации для домохозяйств в Европейском Союзе в 2050 году

В этом исследовании сравнивается стоимость нескольких технологий отопления жилых помещений с низким уровнем выбросов парниковых газов (ПГ) или нейтральных по выбросам парниковых газов в 2050 году: (1) водородные котлы, (2) водородные топливные элементы со вспомогательным водородным котлом для холодных периодов, (3 ) воздушные тепловые насосы, использующие возобновляемую электроэнергию, и (4) тепловые насосы со вспомогательным водородным котлом для холодных периодов.Оценка включает низкоуглеродный водород, полученный в результате конверсии парометана (SMR) с использованием природного газа в сочетании с улавливанием и хранением углерода (CCS), или SMR + CCS, и водород с нулевым содержанием углерода, полученный из возобновляемой электроэнергии с использованием электролиза.

Анализ показывает, что воздушные тепловые насосы являются наиболее рентабельной технологией отопления жилых помещений в 2050 году и по крайней мере на 50% дешевле, чем водородные технологии. В ходе анализа чувствительности мы обнаружили, что даже если бы стоимость природного газа была на 50 % ниже или цены на возобновляемую электроэнергию были бы на 50 % выше в 2050 году по сравнению с нашими основными предположениями, тепловые насосы все равно были бы более рентабельными, чем водородные котлы или топливные элементы.Возобновляемый электролизный водород может быть конкурентоспособным по стоимости с водородом SMR + CCS в 2050 году, хотя электролизный водород сегодня не производится в больших масштабах. В то же время меры по повышению энергоэффективности, направленные на снижение спроса на тепло, были бы более рентабельной стратегией для достижения сокращения выбросов парниковых газов, чем любой из способов отопления с низким уровнем выбросов парниковых газов, которые мы оцениваем в этом исследовании.

Анализ показывает, что все пути использования возобновляемой электроэнергии имеют почти нулевую интенсивность выбросов парниковых газов, в то время как водород SMR + CCS может сократить выбросы парниковых газов на 69–93% по сравнению с природным газом, если в будущем будут предприняты улучшения для снижения интенсивности выбросов парниковых газов. этот путь.Количественная оценка воздействия парниковых газов и экономической эффективности различных способов отопления актуальна для европейских политиков, которым предстоит решить, как обезуглероживать здания и как уменьшить энергетическую бедность в соответствии с обязательствами, принятыми в рамках инициативы «Волна обновления».

Дополнения
Водородное отопление-eu-FS-feb2021.pdf
Водородное отопление-eu-fig-feb2021.pdf
Водородное отопление-eu-fig2-feb2021.pdf

Отопление домов водородом терпит неудачу по экономическим и климатическим причинам: отчет – EURACTIV.ком

В то время как домовладельцы по всей Европе беспокоятся о судьбе своих стареющих газовых котлов, некоторые возлагают надежды на перевод их на водород, но это может быть не так, как предполагает новое исследование.

В новом отчете «12 взглядов на водород», опубликованном немецким аналитическим центром Agora Energiewende, более подробно рассматривается «огромный ажиотаж» вокруг водорода за последние два года и делается попытка определить, сохранится ли он надолго.

«Роль водорода для климатической нейтральности имеет решающее значение, но вторична по сравнению с прямой электрификацией», — пишут авторы, которые прогнозируют, что к 2050 году на водород будет приходиться 16-25% конечного спроса на энергию в Европе.

Для домовладельцев, которые не хотят отказываться от своих газовых котлов, отчет несет плохие новости. «Мы не видим роли водорода в отоплении зданий с помощью котлов или топливных элементов», — говорит Гневомир Флис, эксперт по водороду в Agora Energiewende и один из авторов отчета.

«Сценарии с нулевыми выбросами предусматривают очень ограниченное использование водорода в зданиях», — пояснил Флис.

Сторонники водорода говорят, что существующие газовые сети могут транспортировать до 20% водорода без необходимости дорогостоящей модернизации.Они утверждают, что при условии, что водород будет низкоуглеродным, это обеспечит немедленное сокращение выбросов парниковых газов.

Смешивание водорода с газом может быть особенно рентабельным в европейских регионах с доступными сетями газовой инфраструктуры, которые можно легко перепрофилировать на водород в краткосрочной перспективе, заявила отраслевая коалиция.

Эту точку зрения поддерживает глава ЕС по климату Франс Тиммерманс. «Чем больше у нас будет инфраструктуры двойного назначения, тем лучше — в том числе для того, чтобы сделать переход на экологически чистый водород доступным в будущем», — сказал он в прошлом году.

Отраслевая коалиция призывает к смешиванию водорода с газом

Более 90 энергетических компаний, производителей оборудования и операторов газовых сетей призвали Европейскую комиссию рассмотреть возможность смешивания водорода с природным газом для тех частей Европы, которые пока не могут позволить себе выделенную водородную сеть.

Оппоненты, однако, называют смешивание водорода с газом «троянским конем, который заставит наше отопление работать на ископаемом газе, в то время как потребители оплатят счет», — сказала Джульет Филипс, британский эксперт по водороду из аналитического центра по климату E3G.

Для Флиса и соавтора отчета Маттиаса Дойча проблема больше связана с экономическими и финансовыми аспектами.

«Не существует надежной стратегии финансирования использования водорода в домашних хозяйствах», — отмечают они.

В отличие от промышленных секторов, таких как производство стали или химическая промышленность, у которых мало других вариантов обезуглероживания, домашнее отопление, работающее на водороде, будет конкурировать с другими технологиями, такими как тепловые насосы и сети централизованного теплоснабжения, которые являются более зрелыми, отмечают авторы.

Кроме того, они утверждают, что экономия парниковых газов не стоит затрат. В отчете говорится, что простое смешивание возобновляемого водорода с газовой сетью «повысит цену поставляемого газа примерно на 33%, но сократит выбросы только на 7%.

Хотя большинство экспертов ожидают, что затраты на производство возобновляемого водорода снизятся примерно до 1,5 евро за кг, фактические затраты для домашних хозяйств будут намного выше, чем для промышленности или других крупных потребителей, утверждают авторы.

Например, для сжигания водорода вместо газа в бытовых отопительных приборах потребуется модернизация газопроводов и «увеличение в три раза оптовой цены на газ», поскольку водород по-прежнему будет дороже газа, говорится в отчете.

Затраты на передачу, хранение и распределение удвоят стоимость использования водорода в домашних хозяйствах, даже если дешевый возобновляемый водород можно будет импортировать из таких мест, как Марокко, говорят авторы.

«Вам нужно доставить водород в Германию, затем вам нужно получить его через передачу, которая идет в распределительную сеть, вам нужно буферизовать его для хранения», — сказал Флис EURACTIV.

По его словам, все эти этапы транспортировки увеличат затраты. «Когда вы применяете сетевые тарифы по всей цепочке создания стоимости, стоимость вашего водорода удваивается даже до того, как мы учтем маржу различных розничных продавцов», — пояснил Флис.

Как следствие, альтернативные источники бытового тепла становятся более привлекательными, чем решение на основе водорода, заключает он.

«Тепловые насосы обеспечат домохозяйствам экономию в размере 20 000 евро в 2030-х годах по сравнению с водородным отоплением даже в неизолированных жилищах. Добавление изоляции приводит к общей экономии до 30 000 евро в течение всего срока службы», — сказал Флис.

Поскольку электрификация конечных потребителей энергии продолжает расти, спрос на газ неизбежно упадет, и операторам газораспределения «придется ожидать серьезных проблем с их бизнес-моделью», предупредил он.

Однако не все надежды потеряны для операторов газовых сетей, поскольку в отчете учитывается одна важная переменная: человеческое упрямство.

«Мы также должны учитывать тех, кто предпочел бы остаться со своим котлом вместо выполнения основной работы, даже если это в конечном итоге сэкономит тысячи евро», — отмечают Флис и Дойч.

По их мнению, это может стать одной из нишевых возможностей использования водорода в отоплении.

[Под редакцией Фредерика Симона]

Системы отопления: пора поговорить о водороде

За последние несколько десятилетий технологии экологически чистой и возобновляемой энергии прошли долгий путь.Недавно Великобритания пережила свой первый полный рабочий день без использования угля со времен промышленной революции, в то время как в мире к 2020 году 26% всей электроэнергии будет производиться за счет возобновляемых источников.

Однако, в то время как электричество с низким уровнем выбросов улучшилось как на дрожжах, системы отопления отстают. На отопление и охлаждение зданий и на промышленную деятельность приходится почти половина всей потребности в энергии в ЕС, и все же в обезуглероживании системы отопления наблюдается незначительный прогресс.

Это, наконец, меняется, так как более чистое отопление продолжает обсуждаться и исследоваться. Одним из популярных предлагаемых решений является перевод отопительной сети с природного газа на водород. Это было ключевой темой разговора на недавнем мероприятии, организованном DNV GL. Семинар под названием «Разработка и эксплуатация безопасной водородной сети» собрал около 100 специалистов из газораспределительных сетей и других заинтересованных сторон для обсуждения потенциала водорода.

«Цель мероприятия и того, что мы делали, заключались в том, чтобы рассмотреть водород как топливный газ, а также риски и последствия, которые он представляет», — говорит Гэри Томлин, глава отдела испытаний и исследований Spadeadam GL DNV.

Но каковы риски и преимущества?

Очиститель системы отопления

Основная причина, по которой водород рассматривается в качестве альтернативного топлива, заключается в его экологичности. При сгорании водород не производит выбросов CO 2 , создавая только водяной пар и тепло. Водород также содержит большое количество энергии, что делает его относительно эффективным, так как в 1 кг водорода содержится столько же энергии, сколько в 2,8 кг бензина.

Большинство бытовых систем отопления работают на природном газе — в Великобритании его используют 90% всех домов — хотя природный газ производит наименьшие выбросы по сравнению с любым ископаемым топливом, он все же способствует глобальному потеплению.На каждый миллион британских тепловых единиц (БТЕ) ​​энергии природный газ выбрасывает 117 фунтов CO 2 , в то время как уголь (антрацит) является самым высоким источником выбросов, производя 228,6 фунтов. В Великобритании 30 % выбросов CO 2 приходится на домашнее отопление и приготовление пищи. Если вся газовая система страны будет переведена с природного газа на водород, это сократит выбросы тепла как минимум на 73%, что будет иметь большое значение для достижения целей Великобритании по обезуглероживанию.

«В Великобритании 30% выбросов CO 2 приходится на отопление и приготовление пищи в домашних условиях.

Экологичность водорода

— лишь одно из преимуществ его использования в качестве топлива. В восточной Германии проект Hydrogen Power Storage and Solutions (HYPOS) начал серию исследовательских инициатив по изучению потенциального использования водорода в качестве источника энергии. HYPOS подчеркнул, что возможность легко хранить водород является основным преимуществом. В виде газа его можно содержать несколькими способами: сжимать, хранить в соляных пещерах, сжижать или хранить в виде аммиака.

«[Водород] является единственным энергоносителем с возможностью длительного хранения», — говорит менеджер проекта HYPOS Александр Шписс, — «Поэтому мы всегда помним, что нам необходимо достичь целей Германии по получению более 80% нашей энергии из возобновляемые источники.Но если вы посмотрите на новые результаты обязательств по борьбе с изменением климата, они более или менее должны быть ближе к 100%. Для этого нам придется использовать варианты долгосрочного хранения».

Еще одним преимуществом является возможность использования существующей инфраструктуры. Многие предлагали электрификацию системы отопления как возможный способ обезуглероживания; однако это потребует существенных инфраструктурных изменений. В настоящее время ряд групп, в том числе Северная газовая сеть (NGN) в Великобритании, проводят исследования на предмет того, подходят ли трубы для природного газа по размеру и мощности для простого преобразования в водород.Пока кажется вероятным, что в Великобритании можно будет использовать текущую газовую инфраструктуру для распределения водорода, что значительно упростит инфраструктурные проблемы и затраты на обезуглероживание сети.

«Одна из больших возможностей заключается в том, чтобы использовать существующую инфраструктуру, газовую инфраструктуру вместо строительства новой», — говорит Шпис, добавляя, что «Есть исследования, которые рассмотрели это и говорят, что стоимость инфраструктуры будет дешевле, чем строить новую». внедрение электрической сети или повсеместное расширение электрической сети.

Слишком жарко, чтобы обращаться с ним

Переключение систем отопления было бы колоссальным проектом даже при использовании существующей инфраструктуры, и это повлекло бы за собой ряд проблем, например, обеспечение безопасности использования водорода в бытовых условиях было подробно обсуждено на семинаре DNV GL, и проблема, которая должна быть гарантирована, если она должна стать более широко используемой.

Водород обычно считается опасным из-за его высокой воспламеняемости, так как он будет гореть на воздухе при концентрации от 4% до 75%.Но «водород имеет очень маленький размер молекулы, поэтому, если происходит выделение водорода, вполне возможно, что он будет менее воспламеняемым, чем природный газ», — говорит Томлин, поясняя, что «с другой стороны, диапазон воспламеняемости намного шире, так что это то, что нужно учитывать.

«У вас есть этот баланс между тем, что он, вероятно, с меньшей вероятностью станет воспламеняющимся, но если он станет воспламеняющимся, он с большей вероятностью воспламенится, и последствия могут быть довольно серьезными». Этот баланс рисков необходимо учитывать при внесении изменений в газовую сеть, чтобы обеспечить максимально безопасную подачу водорода.

«Одна из наиболее практических проблем заключается в том, что, хотя водород не выделяет никаких выбросов в точке использования, создание водорода само по себе производит углерод».

Одна из наиболее практических проблем заключается в том, что, хотя выбросы водорода в точке использования нулевые, производство водорода само по себе производит углерод. «Что вам нужно сделать, так это производить водород таким образом, чтобы вы не переносили проблему с отдельных домов, производящих CO 2 , на производство большого количества CO 2 в источнике, поэтому перед вами стоит задача улавливания этого CO. 2 в источнике и его секвестрация или фактическое производство водорода без образования CO 2 », — говорит Томлин.

В настоящее время около 90% водорода в мире производится в установках парового риформинга метана. При этом природный газ сочетается с высокотемпературным паром, который разделяет водород и углерод, последний из которых затем изолируется, улавливается и хранится. Это должно быть сделано эффективно, чтобы углерод не просачивался и не выбрасывался в атмосферу; без этого это не чистое топливо.

Вывод водорода на новый уровень

В настоящее время NGN реализует проект под названием h31, в рамках которого газовая сеть города Лидс будет полностью переведена на водород.Это был бы огромный шаг вперед для водородных технологий, и отчет, опубликованный h31, уже привлекает международное внимание. Потенциальный переход на газ будет стоить примерно 2 миллиарда фунтов стерлингов и будет финансироваться за счет регулирующих бизнес-планов, экономической системы, которая ранее использовалась для переключения британской газовой сети с городского газа на природный газ в конце 1960-х годов. NGN надеется, что если проект будет успешным в Лидсе, его можно будет распространить на остальную часть Великобритании и за ее пределы.

Помимо пробных проектов, ряд технологических достижений делает водородное топливо все более привлекательным во всем мире.Например, Австралийская организация научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) разработала тонкую металлическую мембрану, которая позволяет легко транспортировать водород в виде аммиака, а затем отделять его в месте использования. В настоящее время транспортировка водорода сложна и относительно дорога; Мембрана CSIRO может значительно снизить эти расходы, поскольку аммиак уже продается и транспортируется по всему миру. Проект получил 1,7 млн ​​долларов от Благотворительного фонда науки и промышленности для продолжения разработки на завершающей стадии.

Хотя водород является самым распространенным элементом на Земле, его получение может быть невероятно энергоемким. Водород имеет явные экологические преимущества перед чистым метаном или другими природными газами, из которых его можно выделить, но при этом все равно выделяется углерод. Исследования по расщеплению воды на водород и кислород продолжаются, и есть надежда, что будет найден катализатор, который позволит производить чистое водородное топливо посредством электролиза, устраняя зависимость от углеводородов.

Потенциал использования водорода в качестве топлива только начинает реализовываться.Поскольку все больше внимания уделяется, в частности, обезуглероживанию газораспределительной сети, очевидно, что водород будет играть важную роль.

Связанные компании
Пневмофор

Вакуумные насосы и компрессоры для улавливания паров, обработки газа и осушки трубопроводов

Тепло из водорода будет стоить в два раза больше, чем электричество, показало исследование

Новое исследование, опубликованное Международным советом по чистому транспорту, рассматривает будущее отопления жилых помещений, сравнивая затраты на эксплуатацию печей на «зеленом» водороде, полученном с помощью электролиза, со стоимостью эксплуатации тепловых насосов с воздушным источником, и обнаруживает, что система тепловых насосов будет стоить в полтора раза дешевле.

Во многих странах, где люди сжигают природный газ для отопления, ведутся серьезные дискуссии о подмешивании в газ увеличивающегося процентного содержания водорода для снижения содержания углерода; это предлагается канадской газовой компанией, как показано на иллюстрации выше. Мы никогда не были фанатами, называя это политической стратегией, а не энергетической стратегией, но постоянные читатели Treehugger жалуются, что я снова заставляю лучшее быть врагом хорошего. В ответ на предыдущий пост один комментатор написал:

«Проблема с людьми из TH [Treehugger] заключается в том, что вы просто не понимаете, что нам нужны пути к низкоуглеродному будущему, вы просто не можете изменить общенациональную энергетическую систему на низкоуглеродную за одну ночь, не разрушая при этом вещи.Людям нужно тратить гораздо меньше времени на разговоры об Утопии и гораздо больше времени на то, чтобы понять, как туда попасть  (что скучно и отстойно, а не весело и не круто, поэтому люди этого не делают). »

На самом деле, мы всегда предлагали скучный, отстойный и не очень веселый способ сделать это, а именно снизить спрос за счет воздушной изоляции и изоляции и компенсировать разницу с помощью скучного маленького теплового насоса. Исследование подтверждает, что это будет самый дешевый подход к обезуглероживанию отопления.

ИККТ
«Анализ показывает, что воздушные тепловые насосы являются наиболее рентабельной технологией отопления жилых помещений в 2050 году и стоят как минимум на 50% дешевле, чем технологии, работающие только на водороде. Анализ чувствительности показывает, что даже если затраты на природный газ на 50 % ниже или цены на электроэнергию из возобновляемых источников были на 50 % выше в 2050 году по сравнению с нашими основными предположениями, тепловые насосы по-прежнему будут более рентабельными, чем водородные котлы или топливные элементы… В то же время меры по повышению энергоэффективности для снижения спроса на тепло была бы более рентабельной стратегией для достижения сокращения выбросов парниковых газов, чем любой из способов отопления с низким уровнем выбросов парниковых газов, которые мы оцениваем в этом исследовании.»
ИККТ

В исследовании отмечается неизбежная неэффективность преобразования электричества в водород, а затем обратно в тепло по сравнению с использованием тепловых насосов, которые вытягивают тепло из воздуха. В очень холодном климате эти тепловые насосы не будут такими эффективными, как они показывают, но электролиз воды и транспортировка водорода, вероятно, не так эффективны, как они показывают.

Авторы исследования также отмечают, что по мере того, как все меньше и меньше домов и предприятий подключаются к газу, стоимость обслуживания газовой инфраструктуры в расчете на одного потребителя становится значительно выше.Там, где для работы с водородом необходима модернизация системы (он может привести к охрупчиванию старых металлических труб), «наши исследования показывают, что в некоторых случаях транспортировка водорода на грузовиках может быть дешевле, чем модернизация существующей газовой инфраструктуры».

Учитывая, что для сжигания 100% водорода необходимо будет заменить газовую печь, поэтапный подход, используемый газовой промышленностью, не имеет смысла; если к 2050 году всё равно всё оборудование нужно заменить, зачем продлевать агонию?

Есть много полезных вещей, для которых можно использовать зеленый водород, включая обезуглероживание производства стали или удобрений.Но каждый раз, когда выходит новое исследование, становится все более очевидным, что большая часть водородной шумихи просто связана с «запиранием» известных производителей и дистрибьюторов, а не с признанием прямо сейчас, что мы должны повысить эффективность и электрифицировать все. Это неизбежно.

Водород для наземного транспорта и отопления — плохая идея

Стремление сделать водород основным энергоносителем для безопасного для климата будущего ошибочно, считает Энтони Патт. По возможности, включая наземный транспорт и отопление, мы должны заменить ископаемое топливо прямым использованием возобновляемой электроэнергии.

Чтобы сохранить климат, к середине века мир должен отказаться от использования ископаемого топлива. Наконец-то мы движемся в правильном направлении. Почти все новые инвестиции в энергетический сектор направляются в возобновляемые источники энергии. Аккумуляторные электромобили (BEV) становятся все более популярными. Большинство новых зданий строятся с использованием неископаемых систем отопления. Темп изменений должен ускориться, и необходима более сильная климатическая политика. Тем не менее, одна из самых серьезных угроз всему этому маскируется под друга чистой энергии: водород.

Неправильный носитель надежды

Водород является энергоносителем, как и электричество, а не источником энергии. Мы можем произвести его тремя способами. Серый водород, на долю которого в настоящее время приходится почти весь используемый водород, получают из метана в процессе, при котором выделяется значительное количество CO 2 и летучие выбросы метана. Синий водород похож на серый, но с улавливанием и хранением углерода для снижения выбросов CO 2 . К сожалению, неконтролируемые выбросы метана и неэффективность процессов приводят к тому, что даже голубой водород имеет более высокие выбросы парниковых газов, чем любые нефть и природный газ, которые он может заменить.

Зеленый Водород производится из воды с использованием возобновляемой электроэнергии для электролиза. Он не производит прямых выбросов и является единственным безвредным для климата вариантом. Проблема с зеленым водородом заключается в том, что в большинстве случаев прямое использование возобновляемой энергии было бы более эффективным, менее дорогим и требовало бы меньшего количества природных ресурсов и новой инфраструктуры. С системной точки зрения эти вопросы имеют решающее значение.

Конкурентоспособный и разумный

Рассмотрим наземный транспорт.Текущие BEV конкурентоспособны по стоимости с бензиновыми и дизельными автомобилями и имеют быстро растущую долю рынка. Они обеспечивают запас хода, достаточный для 99% всех поездок, а для оставшегося 1% высокоскоростные зарядные устройства обеспечивают запас хода более 400 км менее чем за 30 минут, что в любом случае эквивалентно перерывам, в которых люди нуждаются. Недавние исследования показывают, что аккумуляторные электрические грузовики, которые до сих пор отставали от автомобилей, одинаково хорошо работают как с точки зрения экономики, так и с точки зрения дальности пробега даже на большие расстояния. Были опасения по поводу воздействия производства аккумуляторов на окружающую среду; они могут быть решены и решаются с помощью решений для экономики замкнутого цикла.

Базовая инфраструктура для зарядки электромобилей — электрическая сеть — уже существует. По мере того, как количество BEV на дорогах растет, нам нужно будет увеличить как возобновляемые источники энергии, так и распределительную сеть. Но важно то, что распространение BEV и необходимая модернизация инфраструктуры могут происходить одновременно.

Аналогичная история с тепловыми насосами, которые являются наиболее эффективным способом использования возобновляемой энергии для обогрева зданий и многих промышленных процессов. В настоящее время они конкурентоспособны по стоимости с системами отопления, работающими на ископаемом топливе, а улучшение инфраструктуры может происходить одновременно с увеличением их доли на рынке.

Неэффективно, дорого и медленно

А как насчет водорода? Основное преимущество электромобилей на водородных топливных элементах (FCEV) заключается в том, что они заправляются быстрее, чем могут заряжаться BEV. Это больше не имеет большого значения, так как диапазон BEV и скорость зарядки увеличились. Их первый недостаток заключается в том, что общая эффективность FCEV — электричество, зеленый водород, снова электричество, колесо — составляет от половины до трети эффективности BEV. Более высокое энергопотребление делает их значительно более дорогими по сравнению как с электромобилями, так и с бензиновыми или дизельными двигателями.И нам понадобится обширная новая инфраструктура для распределения и заправки водородом, которая, в отличие от BEV, должна быть на месте , прежде чем FCEV вообще будут пригодны для любого массового рынка.

Что касается отопления, то на рынке появляются так называемые «водородо-готовые» котлы, которые могут сжигать смесь природного газа и водорода. Котлы на чистом водороде, которые нам в конечном итоге понадобятся, пока не существуют. Котлы предлагают некоторые краткосрочные преимущества по сравнению с тепловыми насосами с точки зрения меньшей потребности в ремонте некоторых старых зданий.Но есть те же недостатки, что и у FCEV. Эффективность: для производства необходимого зеленого водорода потребуется примерно в шесть раз больше возобновляемой электроэнергии по сравнению с использованием теплового насоса для обогрева того же здания. Затраты: они выше из-за большего потребления энергии. Инфраструктура: потребуется вторая параллельная система доставки водорода, прежде чем котлы на чистом водороде, которые нам действительно понадобятся к 2050 году, смогут начать выходить на рынок.

Не менее важно и то, что достаточно быстрое расширение производства электроэнергии из возобновляемых источников, вероятно, станет основным узким местом при отказе от ископаемого топлива.В Швейцарии, например, в настоящее время мы устанавливаем солнечные фотоэлектрические (PV) мощности быстрее, чем когда-либо, и все же нам нужно будет быстро увеличить темпы установки еще в четыре раза, чтобы к 2050 году полностью электрифицировать наземный транспорт и частично электрифицировать отопление. , Если зеленый водород станет преобладающим, наращивание мощности должно быть еще быстрее, а проблемы намного больше.

Ажиотаж вокруг водорода

Несмотря на эти проблемы, существует огромный политический энтузиазм в отношении водорода.Для ясности: есть некоторые области применения, в которых водород поможет нам обезуглероживаться, в частности сезонное хранение энергии, производство стали и промежуточный этап в производстве устойчивого авиационного топлива (см. ETH News). Но обсуждаемая политика выходит далеко за эти рамки.

Роль водорода также является темой Energy Week @ ETH. Четырехдневная конференция вращается вокруг основного вопроса «Климатически нейтральная Швейцария 2050: какая энергетическая система нам нужна?». Публичное мероприятие пройдет в гибридном формате с 30 ноября 2021 года.

Так почему шумиха?

Шумиха, кажется, исходит от корпоративного лоббирования в процессе политики. Европейское водородное лобби тратит более 50 миллионов долларов в год, опережая экологические НПО в пять раз с точки зрения организации встреч и предоставления готовых стратегий перегруженным работой политикам.

И то, что делает логичным, потому что переход на возобновляемые источники энергии грозит сделать всю их отрасль устаревшей. Приоритизация водорода замедлит все это, продлив использование существующих активов.Если спрос на водород будет расти быстрее, чем предложение возобновляемой энергии для производства зеленого водорода, мы будем вынуждены продолжать использовать серый или синий водород, который зависит от природного газа. Наконец, основной набор навыков в отрасли ископаемой энергетики заключается в обработке, хранении и доставке топлива потребителям по трубопроводам и точкам продаж.

Бить тревогу

Я не единственный, кто беспокоится. Один из ведущих мировых аналитиков в области энергетики и чистых технологий Даниэль Либрайх предположил, что нефтяной сектор лоббирует водород, «потому что он хочет отсрочить электрификацию.» Группа видных британских ученых обратилась к своему правительству с письмом, в котором выразила обеспокоенность по поводу разработки водорода.

В некоторых ограниченных областях зеленый водород может помочь нам обезуглерожиться. Но для наземного транспорта и отопления, на которые вместе приходится большая часть потребления энергии, водород — очень плохая идея Это последний лучший шанс для выживания ископаемой энергетики, и они ведут политическую игру соответственно

Если они выиграют, это задержит переход на чистую энергию.В то же время создавайте более высокие выбросы. Требовать больше земли и ресурсов для производства энергии. И стоят дороже. Окружающая среда и общество проиграют.

Это мнение также опубликовано в блоге ETH Zurich Energy.

Ссылки

Howarth, R.W., and M.Z. Jacobson, 2021: Насколько зеленый синий водород? Энергетика. англ. , 9 (10), 1676-1687, doi: 10.1002/ese3.956.

Меллигер, М. А., О. П. Р. ван Влит и Х. Лииматайнен, 2018 г.: Беспокойство против реальности — Достаточность запаса хода аккумуляторных электромобилей в Швейцарии и Финляндии. Трансп. Рез. Часть D Трансп. Окружающая среда. , 65 , 101-115, doi: 10.1016/j.trd.2018.08.011

Нюквист, Б. и О. Олссон, 2021: Осуществимость тяжелых аккумуляторных электрических грузовиков. Джоуль , 5 (4), 901-913, doi: 10.1016/J.JOULE.2021.03.007.

4 Действующие европейские правила требуют, чтобы водители грузовиков делали 45-минутный перерыв после каждых 4,5 часов вождения. Грузовики BEV большой дальности, которые скоро появятся на рынке, обеспечивают достаточный запас хода для более чем 7 часов движения по шоссе и могут заряжаться до 80% емкости за 30 минут.Их общая стоимость владения ниже, чем у дизельных грузовиков. См. Insideevs: Анализ экономики полуприцепов Tesla

5 Баарс, Дж., Т. Доменек, Р. Блейшвитц, Х. Э. Мелин и О. Хайдрих, 2021 г.: Стратегии экономики замкнутого цикла для аккумуляторов электромобилей снижают зависимость от сырья. Нац. Поддерживать. , 4 (1), 71-79, doi: 10.1038/s41893-020-00607-0.

6 Европейский парламент: Новая нормативно-правовая база ЕС для батарей.

7 Insideevs: Электрические батареи и водородные топливные элементы: сравнение эффективности

8 См. Водородные заправочные станции в Швейцарии В настоящее время в Швейцарии имеется восемь водородных заправочных станций, и ни одной в большинстве городов, включая Цюрих, Женеву и Базель, а также в большинстве кантонов.Владельцам почти во всех местах приходилось преодолевать значительные расстояния, чтобы заправить их топливом. Для сравнения, почти все владельцы BEV заряжают свои автомобили в основном дома, ночью, что означает, что для дозаправки не требуется специальной поездки.

9 См. Viesmann: Как работают водородные котлы. Водородные котлы привлекательны тем, что нынешние мощности по производству водорода, особенно зеленого водорода, ограничены. Водородные котлы могут быть установлены до того, как водород вообще будет распределяться, а затем они смогут работать по мере того, как все большее количество водорода подается в существующие газораспределительные линии.

0 Перекрывающиеся поколения котлов потребуют двойных систем подачи: с некоторыми модернизациями мы могли бы использовать многие существующие газопроводы для подачи смеси природного газа и водорода, а в некоторых случаях даже чистого водорода. Но пока к этим трубам подключены какие-либо старые газовые котлы, мы не можем подавать водород в котлы, готовые к работе с водородом. Та же проблема возникнет при более позднем переходе от нынешних котлов, готовых к работе с водородом, к котлам, сжигающим чистый водород.

Швейцарская долгосрочная климатическая стратегия до 2050 года предусматривает вариант электрификации, основанный в первую очередь на увеличении выработки фотоэлектрической энергии в сочетании с некоторым уровнем импорта возобновляемой энергии для достижения этой цели. Увеличение коэффициента четыре можно получить, приняв S-образную диффузионную кривую для фотоэлектрических систем, где самые высокие темпы установки будут наблюдаться между 2025 и 2040 годами.

Комиссия ЕС: водородная стратегия для климатически нейтральной Европы

Energate Messenger: Berner Regierungsrat will Aufbau von h3-Tankstellennetz untersttzen

4 Кантон Цюрих Пресс-релиз: Regierungsrat knftig auch mit Wasserstoff-Fahrzeugen unterwegs

5 Corporate Europe: The Hydrogen Hype

6 См. предыдущую ссылку

проф.Энтони Патт

Зеленый водород для отопления и его влияние на энергосистему

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.05.171Получить права и содержание отопление и цель 70% возобновляемых источников энергии.

Результирующее чистое увеличение выбросов от электролиза воды для производства водорода.

Предельная стоимость снижения выбросов электролизеров составляет 114.3 евро/тCO2.

Цены на электроэнергию увеличиваются на 1–2% при масштабном развертывании электролизеров.

Коэффициент мощности широкого ветра энергосистемы увеличивается на 0,01 при установке электролизера.

Abstract

Обладая относительно высокой плотностью энергии, водород привлекает все большее внимание в исследовательских, коммерческих и политических сферах, особенно в качестве топлива для отопления жилых помещений, декарбонизация которого в некоторых обстоятельствах оказывается сложной задачей.Производство водорода зависит от энергосистемы, поэтому любое масштабное использование водорода для отопления жилых помещений повлияет на различные аспекты энергосистемы, включая цены на электроэнергию и сокращение возобновляемых источников энергии (например, ветра, солнца). Используя линеаризованную модель оптимального потока мощности и энергетическую инфраструктуру на острове Ирландия, в этом документе рассматриваются оптимальные инвестиции в электролизеры с наименьшими затратами при наличии 70-процентной цели Ирландии по производству электроэнергии из возобновляемых источников к 2030 году. Внедрение электролизеров в энергосистему приводит к увеличению в выбросах от производства электроэнергии, что несовместимо с некоторыми определениями зеленого водорода.Цены на электроэнергию немного выше при использовании электролизеров, в то время как оптимальное расположение электролизеров определяется сочетанием потребности в отоплении жилых помещений и потенциальной избыточной подачей электроэнергии в узлах электроснабжения. (

Ключевые слова

AC-OPF

Электролизер

Водород

Power-to-H 2

Возобновляемая цель

Автор

3 Рекомендуемые статьи

3 ©

3 Опубликовано Elsevier Ltd от имени Hydrogen Energy Publications LLC.

Испытание водорода для обогрева домов и университетов в Великобритании прошло успешно | News

Испытание в Великобритании по смешиванию 20% водорода с 80% метана в сети Кильского университета показало, что можно безопасно распределять и использовать водород в действующей сети, а также справляться с колебаниями спроса. 18-месячный проект HyDeploy, в рамках которого было доставлено более 42 000 м 90 364 3 90 365 водорода в 130 домов и зданий факультетов, уже подготовил почву для более крупного испытания с участием 700 пользователей на северо-востоке Англии.

Водород был произведен с помощью электролиза, что не привело к выбросам углерода в источнике, и потребителям не нужно было вносить какие-либо изменения в плиты или бойлеры или платить за использованный водород. Консорциум, стоящий за проектом, заявляет, что внедрение водородной смеси по всей стране позволит развить цепочку поставок водорода, создать спрос и снизить производственные затраты без необходимости для потребителей покупать водородные приборы.

Поставка 20-процентной смеси водорода в 23 миллиона домов и зданий, отапливаемых газом по всей Великобритании, позволила бы избежать примерно 6 миллионов тонн выбросов углекислого газа, или 7% их текущих выбросов.Сокращение выбросов не больше, потому что по объему водород несет треть энергии метана. Чтобы обеспечить необходимые объемы водорода, необходимо использовать большое количество возобновляемых источников энергии, что вызывает вопрос, почему бы не использовать электричество непосредственно для обезуглероживания домов?

«Эффективность — не единственный фактор, определяющий ценность работающей энергосистемы, вы должны обратить внимание на устойчивость — всегда ли энергия есть, когда она нам нужна? Мы должны смотреть на поведение и потребности потребителей — стоимость разрушения, связанного с тем, чтобы заставить всех установить электрическое решение вместо водорода.Стоит ли оно того и позволяет ли это нам [свести к нулю] в нужном нам темпе?» — спрашивает Анджела Нидл, директор по стратегии поставщика газовых сетей Cadent, который руководил проектом.

Водород

, добавляет она, «снизит пиковый спрос» и обеспечит сезонное хранение энергии или резервное копирование в безветренные дни. На прошлой неделе Великобритании пришлось запустить одну из оставшихся угольных электростанций из-за отсутствия ветра.

Правительственная водородная стратегия, опубликованная в прошлом месяце, предусматривает к 2030 году 5 ГВт низкоуглеродных водородных мощностей.Он не изложил какой-то один путь обезуглероживания тепла, потому что хочет получить больше доказательств о возможности и требованиях по переводу газовых сетей на водород. В 2026 году ожидается решение о том, стоит ли развивать водородный город. Его советник по климату, Комитет по изменению климата, говорит, что с середины 2020-х годов потребуются решения по балансу между электрификацией и водородом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.