Neutralne dla klimatu ogrzewanie wodorem - rozwiązania firmy Viessmann
Tematy w skrócie
Ponad 90 procent z około 21 milionów instalacji grzewczych w Niemczech jest jeszcze zasilanych gazem ziemnym lub olejem. Dla tych paliw kopalnych zabrzmiała już jednak pieśń śmierci. Aby możliwie całkowicie uniknąć emisji CO₂ w Niemczech i UE, ważną rolę w przyszłości odgrywać będzie energia elektryczna i odnawialne źródła energii. Szczególnie zielony wodór jest postrzegany jako logiczna droga do uczynienia sektora budowlanego neutralnym dla klimatu. Jest on produkowany z wody w procesie neutralnym pod względem emisji CO₂ przy użyciu energii elektrycznej z elektrowni wiatrowych i systemów fotowoltaicznych, a podczas spalania nie powoduje emisji szkodliwych dla klimatu.
Ochrona klimatu i oszczędność pieniędzy
Wykorzystanie wodoru i elektryfikacja dostaw ciepła muszą iść w parze. Gdybyśmy w przyszłości mieli polegać wyłącznie na energii elektrycznej do obsługi pomp ciepła lub elektrycznych promienników podczerwieni do ogrzewania budynków, konieczna i niezbędna byłaby kosztowna rozbudowa sieci elektrycznych i elektrowni rezerwowych w celu zapewnienia bezpieczeństwa dostaw.
Natomiast istniejące sieci gazowe mogą być wykorzystane do zasilania wodorem, co oznacza, że do przebudowy naszego systemu energetycznego potrzebne byłyby znacznie mniejsze inwestycje. Według pilotażowego badania przeprowadzonego przez Niemiecką Agencję Energii (dena), może to przynieść oszczędności rzędu 260 miliardów euro do roku 2050.
I jeszcze więcej: wodór może przyczynić się do znacznej redukcji emisji gazów cieplarnianych z niemal natychmiastowym skutkiem. Już samo dodanie 20 procent wodoru do sieci gazu ziemnego zmniejszyłoby emisję CO₂ o około siedem procent - rok po roku. Szybki i skuteczny wkład w ochronę klimatu. Tym bardziej, że według ostatnich badań dwie trzecie Niemców wyobraża sobie ogrzewanie wodorem, jeśli nie będzie przy tym wytwarzany żaden CO₂.
Rozbudowa i wykorzystanie infrastruktury wodorowej
Rozbudowa niezbędnej infrastruktury do produkcji, magazynowania i dystrybucji wodoru będzie w najbliższych latach przyspieszona. Latem 2020 roku rząd federalny przedstawił swoją Narodową Strategię Wodorową i zamierza udostępnić łącznie dziewięć miliardów euro. Niemal w tym samym czasie Komisja Europejska opublikowała strategię wodorową: produkcja wodoru z wykorzystaniem energii odnawialnych ma wzrosnąć do 2024 roku do miliona ton, a następnie do dziesięciu milionów ton do 2030 roku.
Wspieranych jest już coraz więcej projektów pilotażowych. Na przykład w Kaisersesch (Nadrenia-Palatynat) budowana jest obecnie cała infrastruktura wodorowa - od wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych do obsługi elektrolizerów, poprzez przechowywanie i dystrybucję wodoru, aż po jego wykorzystanie w sektorze ciepłowniczym i energetycznym, a także w przemyśle i transporcie.
Rozwiązania CO₂ dla 100-procentowego wykorzystania wodoru od 2025 roku
Viessmann bierze odpowiedzialność za przestrzeń życiową przyszłych pokoleń. Aby w przyszłości możliwe było neutralne dla klimatu oraz niezawodne i niedrogie ogrzewanie naszych domów, firma opracowuje urządzenia grzewcze "H₂ ready", które mogą być w 100 procentach zasilane wodorem.
Dzięki kotłowi kondensacyjnemu "H2 ready" firma Viessmann nie tylko wprowadza na rynek innowacyjne urządzenie grzewcze, lecz także oferuje bezpieczeństwo na przyszłość, połączone z wysoką niezawodnością, jakiej oczekuje się od niemieckiego przedsiębiorstwa rodzinnego z ponad stuletnim doświadczeniem.
Bazując na sprawdzonej gazowej technice kondensacyjnej rodziny Vitodens, komponenty palnika wraz z systemem spalania, kontroli płomienia i regulacji są obecnie poddawane przeglądowi, aby dostosować je do specyficznych właściwości spalania wodoru. Celem jest, aby nowe urządzenia wiszące można było łatwo i szybko przestawić z pracy na gazie ziemnym lub mieszaninie gazu ziemnego i wodoru na czysty wodór. Zapewni to użytkownikom systemu maksymalne zabezpieczenie na przyszłość w fazie przejścia z gazu ziemnego na wodór.
Po zakończeniu fazy testów prototypu, urządzenia przejdą testy kwalifikacyjne i wytrzymałościowe przed rozpoczęciem prób praktycznych w Kaisersesch w 2023 roku. Wprowadzenie na rynek jest obecnie planowane na rok 2025. Do tego czasu oczekuje się, że powstaną kolejne regionalne sieci gazowe zajmujące się wyłącznie dystrybucją wodoru do gospodarstw domowych i przedsiębiorstw przemysłowych.
Zdjęcie: Urządzenia "H2 ready" do pracy z czystym wodorem na stanowisku badawczym w Centrum Technologicznym, ośrodku badawczo-rozwojowym Grupy Viessmann.
Eksploatacja z wykorzystaniem do 30 procent wodoru jest już w zasięgu ręki
Firma Viessmann, jako lider innowacji w branży, umożliwiła już efektywne wykorzystanie wodoru do ogrzewania. Nowoczesne gazowe kotły kondensacyjne są przygotowane do pracy z mieszankami gazu ziemnego zawierającymi od 20 do 30 procent wodoru. Budowniczowie i inwestorzy decydujący się na ten rodzaj generatora ciepła są więc idealnie przygotowani na nadchodzącą ewolucję naszego systemu energetycznego. Następujące systemy grzewcze i rozwiązania produktowe są certyfikowane do stosowania wodoru:
- Gazowa kondensacyjna instalacja grzewcza Vitodens
- Vitovalor instalacja grzewcza z ogniwami paliwowymi
- Kotły przemysłowe/komercyjne Vitomax
- Agregaty kogeneracyjne Vitobloc
Wodór jako dostawca energii dla ogniwa paliwowego
Obok tlenu, wodór jest najważniejszym źródłem energii dla ogniwa paliwowego. Wodór już wielokrotnie udowodnił swoją przydatność jako źródło energii dla ogniw paliwowych w pojazdach i statkach. Jest on również coraz częściej wykorzystywany w budynkach mieszkalnych. W samej Japonii, gdzie technologia jest bardzo wysoko ceniona, sprzedaż ogniw paliwowych do zastosowań stacjonarnych wzrosła od 2009 roku do ponad 200 000 sztuk. Tę czystą i przyszłościową technologię zastosowano w urządzeniach grzewczych Vitovalor PT2 i Vitovalor PA2. Zostały one opracowane wspólnie przez firmę Viessmann i japońską grupę technologiczną Panasonic. Wodór jest uzyskiwany w reformerze gazowym w obecności katalizatora. Materiałem wyjściowym jest najczystsze z paliw kopalnych - gaz ziemny.
Przyjazny dla klimatu proces generuje ciepło i energię elektryczną
W procesie elektrochemicznym wodór, który został oddzielony od paliwa źródłowego, jest rozdzielany i jednocześnie dodawany jest tlen. W ten sposób powstaje zarówno prąd, jak i ciepło. Nie dochodzi do spalania, które ma miejsce w konwencjonalnych kotłach kondensacyjnych. Ten proces elektrochemiczny jest również określany jako zimne spalanie. Eksperci są zdania, że CO₂ jest jednym z głównych czynników powodujących globalne ocieplenie. Wodór natomiast podczas procesu w ogniwie paliwowym uwalnia głównie wodę, co czyni go bardzo przyjaznym dla środowiska. Jego wykorzystanie zmniejsza również zużycie ograniczonych rezerw paliw kopalnych.
Chcesz wiedzieć więcej o wodorze? Proszę odwiedzić naszą stronę viessmann.family i dowiedzieć się więcej na temat "Wodór jako klucz do transformacji energetycznej".