Застосування водневої технології в газовому обладнанні Viessmann
У разі повного переходу на водень — сервісний партнер може замінити тільки пальник і котел буде вже водневим.
ЧИМ УКРАЇНА ПРИВАБЛИВА ЯК МАЙДАНЧИК ДЛЯ ВИРОБІТКУ «ЗЕЛЕНОГО» ВОДНЮ?
Три найголовніші сфери використання водневих технологій – опалення, електрична енергія і транспорт. Причому не лише колісний. Це і залізничний, і морський. І є проекти, де літаки вже обладнуються бортовими водневими технологіями. На них літаки ще не літають, але для забезпечення життєдіяльності судна такі технології використовуються.
Останні місяці не припиняються новини щодо нових здобутків України в галузі водневої енергетики.
Нещодавно створили Атлас потенціалу відновлюваної енергетики України. Він свідчить, що ми можемо у себе розмістити таку кількість відновлюваних джерел, яка дозволить повністю забезпечити себе як країну, не бути залежними від імпорту енергоносіїв сюди, і – закрити третину потреб всіх країн Євросоюзу.
Політика Німеччини та ЄС у свою чергу поставила амбітну мету стати до 2050 року кліматично нейтральною та зменшити викиди CO2 до нуля. Цього можна досягти лише без спалювання викопного палива. Натомість у майбутньому в опалювальному секторі буде поєднання рішень на основі електричної енергії, таких як теплові насоси, та відновлюваних джерел енергії, таких як водень, що виробляються без діоксиду вуглецю. Водень, зокрема, відіграватиме ключову роль. Це логічний спосіб зробити ринок опалення кліматично нейтральним.
Це новий вид палива призначений для опалення
Водень для опалення поєднується з електрифікацією – це дозволяє споживачам та компаніям добре інвестувати в теплопостачання будівель без CO2. Пілотне дослідження Німецького енергетичного агентства (Dena) показує, що поєднання електроенергії та водню в будівельному секторі може зменшити витрати енергетичної системи щонайменше на 260 млрд. євро до 2050 р. Розширення електромереж та резервних електростанцій – що необхідно повністю електрифікувати опалювальний сектор – було б значно скорочено за рахунок використання існуючої газової інфраструктури для водню. Більше того, це нове паливо дозволяє значно скоротити викиди CO2 за дуже короткий проміжок часу. Вже можливо додати до природного газу в електромережі до 20 відсотків водню. Це може зменшити викиди парникових газів приблизно на сім відсотків на рік. Отже, це швидко та ефективно зробить великий внесок у захист клімату.
Сучасні конденсаційні котли Vitodens можуть легко працювати на суміші до 30 відсотків водню.
Технологія, необхідна для використання таких сумішей природного газу та водню для обігріву будівель, доступна і вже використовується на ринку у тисячах установок. По суті, газові конденсаційні котли останніх поколінь Vitodens 300 та Vitodens 200 вже сьогодні можуть експлуатуватися з 20-30 відсотками водню.
Національні та міжнародні стратегії розширення інфраструктури
Національні та міжнародні ініціативи сприятимуть розширенню водневої інфраструктури у найближчі роки. Відповідно, німецький уряд представив свою національну інфраструктуру влітку 2020 року. Він оголосив про фінансування 9 млрд. євро для цільового розвитку водневої інфраструктури. Одночасно Комісія ЄС опублікувала водневу стратегію, яка передбачає значне розширення виробничих потужностей. Очікується, що виробництво водню за допомогою відновлюваних джерел енергії зросте до 1 мільйона тонн до 2024 року та до 10 мільйонів тонн до 2030 року. Сьогодні вже підтримуються численні пілотні проекти. Одним із прикладів є створення водневої інфраструктури в регіоні Кайзерсеш землі Рейнланд-Пфальц у Німеччині. У рамках проекту «SmartQuart», що фінансується Федеральним міністерством економіки та технологій Німеччини (BMWi), до 2023 року там буде побудована повна воднева інфраструктура. Вона включатиме виробництво відновлюваної електроенергії, зберігання та розподіл водню та розподіл водню для його використання в секторах тепло- та електропостачання, промисловості та транспорту. Компанія Viessmann брала участь у цьому початковому випробувальному дослідженні в епоху стійкої енергетики з самого початку. У Кайзерсеші компанія Viessmann тестуватиме конденсаційні котли для роботи з чистим воднем, а також практичну роботу воднево-сумісних систем опалення паливних елементів.
«H2ready» конденсаційні котли, що працюють на 100 відсотків водню
«Ми створюємо життєві простори для майбутніх поколінь» - ось місія компанії Viessmann. Для того, щоб забезпечити надійне, безпечне, доступне та кліматично нейтральне теплопостачання в майбутньому, команда інженерів та техніків в Інноваційному центрі Viessmann –дослідному центрі Viessmann, розташованому в штаб-квартирі компанії в Аллендорфі (Едер) - наразі випробовує конденсаційні котли “H2ready” на роботу з чистим воднем. Основою слугують сучасні настінні газові котли на природному газі з повністю попередньо змішаним газовим пальником. Властивості горіння водню, які суттєво відрізняються від властивостей природного газу, вимагають нової розробки системи згоряння, контролю і управління полум’ям, а також адаптації компонентів пальника.
Після випробування прототипу наступними етапами є кваліфікація, випробування на витривалість і, врешті-решт, впровадження пристроїв у Кайзерсеші на початку 2023 року. Ці пристрої, швидше за все, будуть випущені на ринок у 2024 році; очікується, що подальші регіональні газові мережі Німеччини згодом розподілятимуть чистий водень серед споживачів. Інноваційні конденсаційні котли “H2ready” зможуть з незначними зусиллями переходити з природного газу або сумішей природного газу / водню на чистий водень. Це забезпечує їх сумісність у майбутньому на перехідному етапі від природного газу до водню.
В даний час компанія Viessmann розробляє інші системи конденсаційної технології, в тому числі розроблені для більшої потужності, паливні елементи та установки ТЕЦ, призначені також для використання водню. Як провідний новатор у галузі, через кілька років Viessmann запропонує повний асортимент майже для кожної програми.
Властивості водню
Найпоширеніший елемент у Всесвіті має численні позитивні властивості.
Водень - це:
- Ні токсичний, ні корозійний, ні радіоактивний,
- Не забруднює воду, не шкодить природі чи навколишньому середовищу
- У порівнянні з природним газом та мазутом, він має найвищу щільність енергії на кілограм (водень 33,3 кВт-год / кг, природний газ 13,9 кВт-год / кг, мазут 11,4 кВт-год / кг).
Перш за все, водень можна виробляти та спалювати нейтральним до СО2 способом, що робить його абсолютно кліматичним. Однак, водень значно відрізняється від природного газу за своїми властивостями, пов'язаними із горінням. Таким чином, об'ємна щільність енергії для газоподібного водню, яка становить приблизно 3,0 кВт-год / м³, за нормального тиску та за нормальних температур, порівняно становить лише одну третину від природного газу (9,97 кВт-год / м³). Природний водень на Землі в основному присутній лише у хімічно зв’язаній формі, наприклад як вода. У такому вигляді він охоплює понад дві третини поверхні Землі. Загальні водні ресурси Землі складають приблизно 1,386 мільярда кубічних кілометрів. Також на Землі є важливі сполуки, що містять водень, у природних газах, таких як метан, а також у сирій нафті.
Прогнози показують зниження виробничих витрат, зумовлене зменшенням витрат на електроліз та відновлювані джерела енергії для виробництва електроенергії, а також впровадженням виробництва та зберігання вуглецю (наприклад, у Північному морі). За даними міжнародного інституту дослідження ринку BloombergNEF, зелений водень може навіть конкурувати з природним газом до 2050 року.