Il riscaldamento a idrogeno come contributo a un futuro climaticamente neutro
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Il settore termico è molto adatto per l'installazione di un ambiente ecologico Riscaldamento a idrogeno. Ancora oggi il 20% di idrogeno può essere miscelato con gas naturale e quindi con CO2 Ridurre notevolmente le emissioni. Viessmann sta già sviluppando una gamma completa di prodotti per il riscaldamento dell'idrogeno e sta anche testando il riscaldamento delle celle a combustibile compatibile con l'idrogeno.
contenuto
- Settore del riscaldamento con l'idrogeno come vettore energetico
- Strategie per l'infrastruttura dell'idrogeno
- Perché l'idrogeno?
Fino a 2050 diventare climaticamente neutro e il CO2-Ridurre le emissioni a zero sono gli obiettivi della politica tedesca ed europea. Per raggiungere questo obiettivo, la combustione di combustibili fossili deve essere sostituita con soluzioni rispettose dell'ambiente. Nel settore del riscaldamento, in futuro, ci sarà un mix di soluzioni basate sull'elettricità come pompe di calore e fonti di energia rinnovabile come metano sintetico e idrogeno CO2-Neutro generato con la cella a combustibile. L'idrogeno in particolare svolgerà un ruolo centrale nel riscaldamento. Il suo utilizzo è il modo coerente per rendere il mercato del riscaldamento neutro dal punto di vista climatico.
Settore del riscaldamento con l'idrogeno come vettore energetico
Il riscaldamento a idrogeno è un partner nell'elettrificazione. L'idrogeno aiuta a ridurre l'investimento per questo CO2- riscaldamento gratuito in edifici realizzare. Uno studio principale dell'Agenzia tedesca per l'energia (Dena) mostra che un mix di elettricità e riscaldamento a idrogeno negli edifici ridurrebbe i costi del sistema energetico di almeno 260 miliardi di euro entro il 2050.
Utilizzare l'infrastruttura del gas per il riscaldamento a idrogeno
L'ampliamento delle centrali di riserva e delle reti elettriche, che nel completo Elettrificazione del settore del riscaldamento richiesto sarebbe notevolmente inferiore se l'infrastruttura del gas esistente fosse utilizzata per l'idrogeno.
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Inoltre, con il nuovo vettore energetico idrogeno, il CO2- Ridurre notevolmente le emissioni. Già oggi potrebbe 20% di idrogeno miscelato con gas naturale nella rete. Ciò ridurrebbe i gas a effetto serra di circa il 7% all'anno, un contributo rapido ed efficace alla protezione del clima.
Moderno sistema di condensazione con fino al 30% di idrogeno
La tecnica è in atto per tale Miscele di gas naturale-idrogeno per poterlo utilizzare per il riscaldamento degli edifici. Ce ne sono migliaia sul mercato. In linea di principio, le caldaie a gas a condensazione Vitodens 300 e Vitodens 200 di Viessmann possono già funzionare con il 20-30% di idrogeno. I proprietari di case e appartamenti sono quindi ben attrezzati quando decidono di installare dispositivi moderni a parete e compatti.
Strategie per l'infrastruttura dell'idrogeno
Iniziative nazionali e internazionali guideranno l'espansione dell'infrastruttura per la generazione di idrogeno in futuro. Il governo federale avrà la sua nell'estate 2020 infrastruttura nazionale presentati. Ha annunciato un finanziamento di 9 miliardi di euro per il finanziamento dell'ulteriore sviluppo mirato dell'infrastruttura dell'idrogeno. Allo stesso tempo, la Commissione Europea ha pubblicato una strategia sull'idrogeno per espandere le capacità di produzione. Entro il 2024, l'idrogeno, con Energie rinnovabili prodotto, salirà fino a 1 milione di t, quindi a 2030 milioni di t entro il 10.
Sette buone ragioni per la propulsione a idrogeno e le celle a combustibile
Oggi sono già numerosi Progetti pilota supportato. Solo di recente, nel gennaio 2021, il ministro federale della ricerca (BMBF) tre progetti principali risultato di un concorso di idee e ha ricevuto un finanziamento di 700 milioni di euro.
L'istituzione di un Infrastruttura dell'idrogeno Un altro progetto è finanziato dalla BMWi a Kaisersesch in Renania-Palatinato. Con il titolo "Smartquart", entro il 2023 verrà creata un'infrastruttura completa per l'idrogeno, dalla generazione di elettricità rinnovabile al funzionamento degli elettrolizzatori per l'elettrolisi dell'idrogeno, dal suo stoccaggio e distribuzione al suo utilizzo nei settori del riscaldamento e della fornitura di energia elettrica, dell'industria e dei trasporti.
Viessmann è stato coinvolto fin dall'inizio anche in questo primo vero laboratorio per la transizione energetica e, oltre alle caldaie a condensazione per il riscaldamento a idrogeno, saranno anche idrogeno compatibili Riscaldamento a celle a combustibile provalo in pratica.
Caldaie a condensazione per 100% idrogeno
"Creiamo spazi abitativi per le generazioni future" è la preoccupazione di Viessmann. Per sicuro, affidabile, conveniente e fornitura di calore a impatto zero del futuro, un team di ingegneri e tecnici presso il Centro di ricerca e sviluppo Viessmann di Allendorf (Eder) sta attualmente testando caldaie a condensazione H2 ready per il funzionamento con idrogeno puro.
La base per questo sono moderne unità a parete adattive al gas per gas naturale con a Bruciatore a gas di superficie a premiscelazione totale. Le proprietà di combustione dell'idrogeno, che differiscono notevolmente dal gas, richiedono il nuovo sviluppo del sistema di combustione, monitoraggio e controllo della fiamma. È inoltre necessario adattare i componenti del bruciatore.
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Dopo Test di prototipi Le fasi di qualificazione, test di resistenza e utilizzo dei dispositivi seguiranno a Kaisersesch dall'inizio del 2023. I dispositivi dovrebbero quindi essere lanciati sul mercato a partire dal 2024. In Germania ci saranno poi ulteriori reti regionali del gas per la distribuzione di idrogeno puro ai consumatori. Per inciso, le caldaie a condensazione H2 ready possono essere commutate dal funzionamento con gas naturale o una miscela di gas naturale / idrogeno al funzionamento con idrogeno puro in pochi semplici passaggi.
Ma non è tutto. Viessmann sta attualmente sviluppando di più Sistemi di condensazione anche per capacità maggiori nonché celle a combustibile e centrali cogenerative per l'utilizzo dell'idrogeno.
Conoscenza tecnica generale
L'idrogeno può CO2-Neutro generato e bruciato ed è quindi assolutamente rispettoso del clima. L'elemento più comune nell'universo non è tossico, corrosivo o radioattivo. Non inquina l'acqua e non provoca alcun danno ambientale. Con 33,3 kWh / kg, l'idrogeno ha la più alta densità di energia per kg rispetto all'olio da riscaldamento di 11,4 kWh / kg e al gas naturale di 13,9 kWh / kg.
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Tuttavia, l'idrogeno differisce in modo significativo dal gas naturale, ad esempio, nelle sue proprietà rilevanti per la combustione. Il volume relativo densità di energia per l'idrogeno gassoso a pressione normale a temperature normali è solo circa 3,0 kWh / m³. Per il gas naturale, invece, questo è 9,97 kWh / m³.
L'idrogeno che si trova sulla terra è praticamente presente solo in forma legata chimicamente, ad esempio sotto forma di acqua con il suo contenuto di ossigeno. L'acqua copre più di due terzi della superficie terrestre. La presenza totale di acqua sulla terra ammonta a circa 1,386 miliardi di km³. Inoltre, i gas naturali come il metano e il petrolio sono importanti composti contenenti idrogeno.