Кліматично нейтральне опалення воднем - рішення від Viessmann
Теми з першого погляду
Понад 90 відсотків з приблизно 21 мільйона опалювальних систем у Німеччині все ще працюють на природному газі або рідкому паливі. Однак для того, щоб якомога повніше уникнути викидів CO₂ в Німеччині та ЄС, електроенергія та відновлювані джерела енергії відіграватимуть важливу роль у майбутньому. Зокрема, зелений водень розглядається як логічний спосіб зробити будівельний сектор кліматично нейтральним. Він виробляється з води в процесі з нульовим рівнем викидів CO₂ за допомогою електроенергії від вітроенергетичних та фотоелектричних систем і не створює шкідливих для клімату викидів при спалюванні.
Захистіть клімат і заощаджуйте гроші
Використання водню та електрифікація теплопостачання повинні йти пліч-о-пліч. Якщо в майбутньому ми будемо покладатися виключно на електроенергію для роботи теплових насосів або електричних інфрачервоних обігрівачів для обігріву будівель, то для забезпечення надійності постачання буде необхідним і життєво важливим дороге розширення електромереж і резервних електростанцій.
На противагу цьому, існуючі газові мережі можуть бути використані для водню, а це означає, що для переобладнання нашої енергетичної системи знадобиться значно менше інвестицій. Згідно з пілотним дослідженням Німецького енергетичного агентства (dena), це може заощадити близько 260 мільярдів євро до 2050 року.
І це ще не все: водень може допомогти суттєво скоротити викиди парникових газів з майже негайним ефектом. Лише додавання 20 відсотків водню до газових мереж призведе до скорочення викидів CO₂ приблизно на сім відсотків - рік за роком. Швидкий та ефективний внесок у захист клімату. Тим більше, що, згідно з нещодавнім опитуванням, дві третини німців можуть уявити собі опалення воднем, якщо при цьому не буде вироблятися CO₂.
Розширення та використання водневої інфраструктури
Розширення необхідної інфраструктури для виробництва, зберігання та розподілу водню буде прискорено в найближчі роки. Влітку 2020 року Федеральний уряд представив свою Національну водневу стратегію і має намір виділити загалом дев'ять мільярдів євро. Майже одночасно з цим Комісія ЄС опублікувала водневу стратегію: виробництво водню з відновлюваних джерел енергії має зрости до одного мільйона тонн до 2024 року, а потім до десяти мільйонів тонн до 2030 року.
Все більше пілотних проектів вже отримують підтримку. Наприклад, зараз у Кайзерзеші (земля Рейнланд-Пфальц) будується ціла воднева інфраструктура - від виробництва відновлюваної електроенергії для роботи електролізерів до зберігання і розподілу водню і, зрештою, до його використання в секторах тепло- і електропостачання, а також у промисловості і на транспорті. Федеральне міністерство економіки та енергетики (BMWi) фінансує цей проект в рамках "SmartQuart", першої живої лабораторії для енергетичного переходу. Компанія Viessmann бере участь у проекті з самого початку і вже у 2023 році розпочне практичні випробування газових конденсаційних котлів та опалювальних систем на паливних елементах для роботи зі 100-відсотковим воднем.
CO₂ для 100-відсоткового використання водню з 2025 року
Компанія Viessmann бере на себе відповідальність за житловий простір майбутніх поколінь. Щоб забезпечити кліматично нейтральне, а також надійне та доступне опалення наших будинків у майбутньому, компанія розробляє опалювальні прилади "H₂ ready", які можуть працювати на 100 відсотків водню.
З конденсаційним котлом "H2 ready" компанія Viessmann не лише виводить на ринок інноваційний опалювальний прилад, але й пропонує безпеку майбутнього в поєднанні з високим рівнем надійності, який ми звикли очікувати від німецької сімейної компанії з більш ніж столітнім досвідом.
Спираючись на перевірену технологію газової конденсації сімейства Vitodens, компоненти пальників, а також системи горіння, контролю полум'я і управління в даний час переглядаються, щоб адаптувати їх до специфічних властивостей горіння водню. Мета полягає в тому, щоб нові настінні агрегати можна було легко і швидко переключити з роботи на природному газі або суміші природного газу і водню на чистий водень. Це забезпечить користувачам системи максимальну надійність на етапі переходу від природного газу до водню.
Після завершення етапу тестування прототипів прилади пройдуть кваліфікацію та випробування на міцність перед початком практичних випробувань у Кайзерзеші у 2023 році. Наразі запуск на ринок запланований на 2025 рік. Очікується, що до того часу з'являться нові регіональні газові мережі, які розподілятимуть водень виключно домогосподарствам та промисловим підприємствам.
Фото: Прилади "H2 ready" для роботи на чистому водні на випробувальному стенді в Технологічному центрі, центрі досліджень і розробок групи компаній Viessmann.
Експлуатація з використанням до 30 відсотків водню вже можлива
Як інноваційний лідер у цій галузі, компанія Viessmann вже зробила можливим ефективне використання водню для опалення. Сучасні газові конденсаційні котли є H₂ готовими, тобто можуть працювати на сумішах природного газу з вмістом водню від 20 до 30 відсотків. Будівельники або реконструктори, які обирають цей тип теплогенератора, таким чином, ідеально підготовлені до майбутньої еволюції нашої енергетичної системи. Наступні опалювальні системи та продуктові рішення сертифіковані для використання водню:
- Газоконденсаційна система опалення Vitodens
- Система опалення на паливних елементах Vitovalor
- промислові/комерційні котли Vitomax
- когенераційні установки Vitobloc
Водень як джерело енергії для паливного елемента
Поряд з киснем, водень є найважливішим джерелом енергії для паливних елементів. Водень вже багато разів довів свою придатність як джерело енергії для паливних елементів у транспортних засобах і кораблях. Він також все частіше використовується в житлових приміщеннях. В одній лише Японії, де технологія цінується дуже високо, продажі паливних елементів для стаціонарного застосування зросли до більш ніж 200 000 з 2009 року. Ця чиста і перспективна технологія використовується в опалювальних приладах Vitovalor PT2 і Vitovalor PA2. Вони були розроблені спільно компанією Viessmann та японською технологічною групою Panasonic. Водень отримують у газовому реформаторі в присутності каталізатора. Вихідним матеріалом для цього є найчистіше з викопних палив - природний газ.
Нешкідливий для клімату процес виробляє тепло та електроенергію
В електрохімічному процесі водень, відокремлений від вихідного палива, розщеплюється і одночасно додається кисень. В результаті виробляється як електрична, так і теплова енергія. Тип горіння, який має місце в звичайних конденсаційних котлах, не відбувається. Цей електрохімічний процес також називають холодним спалюванням. Експерти вважають, що CO₂ є одним з основних факторів, що викликають глобальне потепління. Водень, з іншого боку, під час процесу в паливному елементі виділяє переважно воду, що робить його дуже екологічно відповідальним. Його використання також зменшує споживання обмежених запасів викопного палива.
Хочете дізнатися більше про водень? Тоді відвідайте нашу сторінку viessmann.family та дізнайтеся більше про "Водень як ключ до енергетичного переходу".