Kotły na „zielony” wodór jako element dekarbonizacji ogrzewania

Kotłownia w Rozenburg
Kotłownia w Rozenburg
fot. DNV

W przypadku nowych kotłów gazowych coraz częściej spotkać się można z oznaczeniem H2Ready. Wskazuje ono, że dane urządzenie przystosowane jest do spalania wodoru – obecnie najczęściej mieszanki gazowej z określonym udziałem wodoru. Trwają również prace nad kotłami przystosowanymi do spalania czystego wodoru. Wiążą się one z europejską strategią neutralności klimatycznej, w ramach której energetyka i ogrzewnictwo mają zostać zdekarbonizowane, a energia odnawialna odegrać główną rolę w tym procesie.

W 2050 roku Unia Europejska ma osiągnąć neutralność klimatyczną, a jednym ze środków do osiągnięcia tego celu jest dekarbonizacja ogrzewania budynków, czyli odchodzenie od spalania paliw kopalnych, gdyż produktem spalania jest m.in. CO2, główny gaz cieplarniany powodujący zmiany klimatyczne. Strategia dekarbonizacji ogrzewania opiera się na jego elektryfikacji, w praktyce oznacza to rosnący udział pomp ciepła i innych rozwiązań grzewczych zasilanych energią elektryczną.

Unia Europejska ocenia, że w 2030 roku udział energii elektrycznej w ogrzewaniu budynków mieszkalnych wyniesie maksymalnie 34% [1]. Nie jest jednak możliwe i ekonomicznie uzasadnione ani bezpieczne pod względem energetycznym oparcie całej przyszłości sektora grzewczego na ogrzewaniu elektrycznym. Produkcja energii elektrycznej z OZE wymaga tworzenia mocy zapasowych i magazynów energii. Wodór jest nośnikiem energii wytwarzanej ze źródeł odnawialnych, który można stosunkowo łatwo uzyskiwać, gdy jest jej nadmiar i przy niedużych kosztach sezonowo magazynować [2]. Zatem obok elektryfikacji ogrzewania ważną rolę w przyszłym europejskim miksie energetycznym mają odegrać tzw. gazy zdekarbonizowane, czyli niezawierające węgla i niepowodujące powstania CO2 w procesie spalania. „Zazielenienie” (greening up) i dekarbonizacja gazu przeznaczonego do ogrzewania oznaczają przede wszystkim zastąpienie gazu ziemnego (CH4) czystym wodorem. Prawidłowo zbilansowany miks energetyczny, łączący wytwarzanie ciepła z energii elektrycznej i „zielonych” gazów (czyli głównie wodoru), jest bardziej opłacalny i bezpieczny niż strategia „tylko energia elektryczna” [3].

 

W wielu budynkach dekarbonizacja umożliwiająca zachowanie ogrzewania gazowego może być jedynym akceptowalnym ekonomicznie sposobem transformacji energetycznej. Wystarczy wspomnieć, że w 1/3 europejskich budynków przemysłowych, także do procesów technologicznych, zużywa się ok. 1/3 gazu wykorzystywanego w UE. Około 70% budynków mieszkalnych w UE z wodnymi instalacjami c.o. ma urządzenia wykorzystujące spalanie gazu (głównie ziemnego) [4]. Dlatego bardzo ważnym elementem przechodzenia na ogrzewanie wodorowe jest zachowanie istniejącej infrastruktury gazowej i dostosowanie jej do transportu i dystrybucji wodoru – zarówno jako domieszki do „klasycznego” paliwa gazowego, jak i jako czystego paliwa gazowego.

Wodór jako „paliwo przyszłości” – wyzwania

W europejskiej strategii osiągnięcia neutralności klimatycznej [5] zakłada się, że udział wodoru w europejskim miksie energetycznym wzrośnie z obecnych 2% do 13–14%. W UE produkcja wodoru ma się odbywać z wykorzystaniem bezemisyjnej energii odnawialnej, czyli z energii elektrycznej z instalacji wiatrowych i słonecznych.

W Polsce rocznie produkuje się ok. 1 mln ton wodoru, co plasuje nasz kraj na 5. pozycji w globalnym rankingu producentów [6]. Do roli lidera może urosnąć rejon wschodniej Wielkopolski (obecnie przetwórstwo węgla brunatnego), gdzie w 2019 roku powołano Wielkopolską Platformę Wodorową. Jej celem jest wzajemne wspieranie rozwoju technologii wodorowej, z rozwojem infrastruktury produkcyjnej na czele [7].

Zasadniczym problemem związanym z dostępnością wodoru i opartych na tym gazie rozwiązaniach jest koszt jego produkcji – szczególnie w przypadku tzw. wodoru zielonego, który według dyrektywy RED II [8] powinien być głównym rodzajem tego gazu stosowanym w Europie.

Czytaj też: Kotły na pelet. Nowoczesne urządzenia o małej mocy >>

„Kolory” wodoru zależą od poziomu emisji CO2 związanej z jego produkcją. Obecnie większość (ok. 95%) wodoru na świecie powstaje w wyniku zgazowania węgla czy biomasy lub reformingu metanu (CH4). Ponieważ proces taki obciążony jest emisją dwutlenku węgla, powstały wodór określa się jako „szary”. Wodór produkowany z paliw kopalnych, ale z wychwytywaniem i ponownym wykorzystaniem lub składowaniem powstałego CO2 określany jest jako „niebieski”. Wreszcie wodór, przy produkcji którego wykorzystywane są OZE, tj. powstaje w procesie elektrolizy wody, a energia do zasilania elektrolizera pochodzi ze źródeł odnawialnych, nosi nazwę „zielonego” (emisja CO2 jest znikoma – niższa od 1 kg CO2 eq/kg H2) [6, 7, 9]. Metoda ta stanowi niewielki procent produkcji wodoru – w całej Unii pracuje ok. 300 elektrolizerów odpowiadających za mniej niż 4% całkowitej produkcji wodoru. W Polsce obecnie występują tylko instalacje prototypowe [6].

---

Literatura

  1. A Clean Planet for all. A European strategic long-term vision for a prosperous, modern, competitive and climate neutral economy, COM(2018) 773 final
  2. Frontier Economics, The importance of the gas infrastructure for Germany’s energy transition, Berlin 2018
  3. Navigant Consulting, GAS FOR CLIMATE. The optimal role for gas in a net-zero emissions energy system, Chicago 2019
  4. Starościk Janusz, Wykorzystanie zielonych gazów w tym wodoru jako jednego ze sposobów do dekarbonizacji ogrzewnictwa. Informacja prasowa SPIUG, 15 marca, 2021 (dostęp: 13.05.2021)
  5. Strategia w zakresie wodoru na rzecz Europy neutralnej dla klimatu, COM/2020/301 final, https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/?uri=CELEX:52020DC0301 (dostęp: 13.05.2021)
  6. Polska Strategia Wodorowa do roku 2030 z perspektywą do 2040 r. (projekt), https://bip.mos.gov.pl/strategie-plany-programy/polska-strategia-wodorowa-do-roku-2030-z-perspektywa-do-2040-r/ (dostęp: 13.05.2021)
  7. Wolska Anna, Jakubowska Joanna, Wodór: Paliwo przyszłości, które przyczyni się do transformacji gospodarki? https://www.euractiv.pl/section/polityka-regionalna/news/wodor-paliwo-przyszlosci-unia-europejska-polska-niemcy-h/ (dostęp: 13.05.2021)
  8. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 z dnia 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/HTML/?uri=CELEX:32018L2001&from=PL (dostęp: 13.05.2021)
  9. Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Trzy kolory – niebieski, http://www.ichpw.pl/blog/2020/08/28/trzy-kolory-niebieski/ (dostęp: 13.05.2021)
  10. Why hydrogen boilers?, materiał firmy Worcester/Bosch, https://www.worcester-bosch.co.uk/hydrogen (dostęp: 13.05.2021)
  11. An exciting next step in tackling climate change, https://hydeploy.co.uk/winlaton/ (dostęp: 13.05.2021)
  12. Energy Network Asscociation, H2Explainer: How do we start safely blending hydrogen to reduce our household emissions? (dostęp: 13.05.2021)
  13. BDR THERMEA zaprezentowała pierwszy kocioł domowy bez emisji dwutlenku węgla, kwiecień 2019, https://dedietrich.pl/blog/bdr-thermea-zaprezentowala-pierwszy-kociol-domowy-bez-emisji-dwutlenku-wegla/ (dostęp: 13.05.2021)
  14. Knijp Johan, Heating Dutch homes with hydrogen, https://www.dnv.com/oilgas/perspectives/heating-dutch-homes-with-hydrogen.html (dostęp: 13.05.2021)
  15. Allason Daniel, Heating homes with hydrogen: proving the safety case, https://www.dnv.com/oilgas/perspectives/heating-homes-with-hydrogen-proving-the-safety-case.html (dostęp: 13.05.2021)
  16. UK’s first hydrogen heating demonstration takes place, https://www.baxiheating.co.uk/news/uk%27s-first-hydrogen-heating-demonstration-takes-place (dostęp: 13.05.2021)
  17. Harwood Tim, Safety is our number one priority, https://h21.green/news/safety-is-our-number-one-priority-by-tim-harwood/ (dostęp: 13.05.2021)
  18. Wookefield Jack, Hydrogen Heating Plans Need to be More Ambitious, Says Expert, https://www.homebuilding.co.uk/news/hydrogen-heating (dostęp: 13.05.2021)
  19. H2GO – Domestic Hydrogen Detector, https://www.smarternetworks.org/project/nia_ngn_292 (dostęp: 13.05.2021)
  20. Ambrose Gillian, Scottish homes to be first in world to use 100% green hydrogen, https://www.theguardian.com/environment/2020/nov/30/scottish-green-hydrogen-fife (dostęp: 13.05.2021)
  21. Materiały techniczne firm: Bosch, DeDietrich, Enapter, Remexa, Viessmann

W artykule:

• Wodór jako „paliwo przyszłości” – wyzwania
• Urządzenia i instalacje
• 20% H2 w mieszance gazowej – testy praktyczne

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[kotły, kotły na zielony wodór, ciepłownictwo, dekarbonizacja, dekarbonizacja ogrzewania, spalanie wodoru, h2 ready, energia odnawialna, energia odnawialna z wodoru]

   04.07.2021
Dostęp do pełnej treści tego artykułu jest BEZPŁATNY, wymaga jednak zalogowania.
Logowanie
zapomniałem hasła
Załóż konto
Jeśli nie masz jeszcze Konta Użytkownika - prosimy o wypełnienie formularza rejestracyjnego. Czas potrzebny na założenie Konta Użytkownika to max. 1 minuta.
Chcę założyć konto użytkownika
Dlaczego warto założyć konto użytkownika?
otrzymujesz bezpłatny dostęp do wielu przydatnych informacji: artykułów znanych ekspertów, przeglądów produktów, porad i raportów
co tydzień otrzymasz bezpłatny Newsletter informujący o nowych artykułach, produktach i wydarzeniach związanych z izolacjami i rynkiem budowlanym
będziesz miał możliość brania udziału w konkursach z cennymi nagrodami
utworzysz swój Profil, dzięki któremu będziesz mógł brać udział w dyskusjach na Forum, wymieniać się poglądami z innymi użytkownikami oraz pisać opinie i komentarze
będziesz otrzymywać powiadomienia o promocjach i rabatach w naszej Księgarni Technicznej oraz zniżkach w sklepach naszych partnerów biznesowych.
Jednocześnie zapewniamy Cię, iż podczas rejestracji nie zbieramy żadnych szczegółowych danych personalnych i teleadresowych. W każdej chwili możesz zmienić swoje dane lub zażądać usunięcia konta.
Przed założeniem Konta sugerujemy zapoznać się z regulaminem.

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie



Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Zbliża się zima 100-lecia? Z jakim urządzeniem zaoszczędzisz najwięcej »

oszczednosc energii



O czym dowiesz się na międzynarodowym spotkaniu instalatorów »

Czy wiesz, na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora i dostaniesz 500zł »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 



Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
7-8/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowe kotły gazowe
  • - Retencja wód opadowych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl