Системы водородного отопления и их перспективы на будущее могут быть устойчивым и экономичным решением. Давайте узнаем, что это такое.
Что такое водородное отопление?
Водород - самый распространенный элемент в природе, он присутствует во всех органических сочетаниях, а также в природном газе , фактически состоящем из водорода и углерода. Система водородного отопления поставляет тепло и электричество в дом, используя систему ячеек, работающих на водородном топливе.
Сегодня существуют микрогенераторы водородных топливных элементов размером с большой чемодан.
Если водородная система отопления находится в непосредственной близости от котла, то также производится горячая вода для бытовых нужд . Фактически, топливные элементы выделяют достаточно тепла, чтобы нагреть воду для всего дома.
Как это работает
Топливные элементы работают на водороде. Они используют кислород для совместного сжигания , забирая его из воздуха, и водород, который, однако, не доступен в природе в чистом виде, а извлекается путем риформинга из природного газа с помощью специального устройства.
Одним из побочных продуктов этого горения является окись углерода, очень ядовитая и печально известная своими трагическими происшествиями. Однако система способна снова извлекать кислород, который в сочетании с монооксидом углерода образует диоксид углерода , который не опасен при вдыхании.
Топливные элементы гарантируют на треть меньше выбросов парниковых газов, чем существующие системы отопления. И все это не так опасно, как дровяная печь или газовый водонагреватель. Однако их главный недостаток - все еще очень высокая стоимость производства .
Но давайте лучше посмотрим, где мы находимся сегодня.
Преимущества водородного отопления
По сравнению с традиционной установкой, установка, использующая водород в качестве топлива, имеет несколько преимуществ.
- Высокая эффективность при производстве электроэнергии
- Установка так же проста, как у компактного конденсационного котла
- Маленький размер
- Низкие выбросы CO2: до 50% меньше, чем у традиционных систем производства электроэнергии и тепла
- Теперь безопасная и отработанная технология, используемая в Японии в течение многих лет
Современное состояние
Водородное отопление - все еще развивающаяся реальность. Немногие компании предлагают системы, которые также могут быть приобретены частными лицами, и многое еще предстоит сделать. Часто он все еще находится на стадии прототипа, и многочисленные исследовательские группы работают над объединением водорода с другими возобновляемыми источниками энергии.
Одна из разрабатываемых идей - водород в сочетании с фотоэлектрическими системами . В течение дня вырабатывается электричество, питающее электролизер, который, в свою очередь, производит водород. Ночью с помощью топливного элемента водород превращается в электричество и тепло .
Таким образом, водород сохраняет солнечную энергию в те периоды, когда нет солнца.
Messina CNR также работал над проектом для котла водорода. Это модифицированный топливный элемент, обеспечивающий тепло и прямой нагрев воды в системе.
В ФОКУСЕ: теплые полы , достоинства и недостатки
Примеры систем водородного отопления
Первым примером является Sidera-30, предложение итальянской компании - Ici Caldaie в течение нескольких десятилетий, специализирующейся на теплогенераторах как для промышленного, так и для гражданского использования - для отопления домов, которые все еще находятся на стадии прототипа. Здесь когенерационная установка (электричество и горячая вода), способная работать не только с метаном, но и с водородом с КПД 80%, координируется с помощью интеллектуальных блоков управления распределением, чтобы действовать по-разному в каждой квартире. .
Прототип уже работает внутри исследовательской лаборатории и некоторых больших зданий. Основная техническая идея в целом довольно проста. Четыре топливных элемента образуют основной двигатель завода, химически превращая водород в электричество . В процессе нагрева клетки нагреваются «как печки», а специальная система охлаждения отводит тепло. Значит, электричество и тепло вместе. Все остальное в Sidera построено на этом ядре. Газообразный метан поступает в установку риформинга, которая превращает его в водород , а ячейки через теплообменник соединяются с бойлером для производства горячей воды.
Однако необходимо преодолеть экономические и технические ограничения . На сегодняшний день внутренние мембраны для водородного электролиза имеют средний срок службы всего два года . А в электродах платина по-прежнему важна, это сверхдорогой и редкий металл, но подвергается критике со стороны мировой индустрии.
Водородный котел Виссмана
Этот производитель предлагает модуль водородных топливных элементов Vitovalor 300-P для бытового использования, подходящий для установки в новых зданиях. На практике это миниатюрная силовая установка. Фактически, он связывает производство электроэнергии с тепловой.
Модуль состоит из двух блоков, один из которых содержит микрогенератор топливных элементов, а другой - газовый конденсационный котел для управления пиковыми нагрузками, а также котел для производства санитарной воды.
Эти две единицы компактные и небольшие по размеру, занимают площадь 0,65 квадратных метров.
Vitovalor 300-P имеет тепловую мощность (20 кВт), достаточную для покрытия всех потребностей в энергии благодаря использованию только топливных элементов, но газовый конденсационный котел может вмешаться, чтобы дополнить производство. При этом подведена электроэнергия: до 15 кВтч в сутки.
Микро-ТЭЦ использует Panasonic модуль топливных элементов, который имеет опыт тысяч таких установок в Японии.
Решение Джакомини
На корпоративном фронте впервые был представлен KlimaHouse - первый водородный котел, предназначенный для частных лиц. Это котел H2ydrogem от пьемонтской компании Giacomini.
Даже если цены все еще кажутся слишком высокими для общего пользования, даже если есть уверенность в их постепенном снижении.
H2ydrogem от ДжакоминиКороче говоря, энергия из воды может не стать химерой в будущем, даже если на данный момент затраты для большинства остаются непомерно высокими.
Водородное отопление: новые рубежи
Вы бы поверили, если бы мы сказали вам, что в США есть те, кто занимается производством портативных водородных электрогенераторов? Именно так обстоят дела. В последние месяцы было много дискуссий за рубежом о iHOD Energypod , в портативный генератор энергии водорода.
Это небольшая переносная сфера, в которой используются маленькие капсулы, мгновенно вырабатывающие энергию. Но как это работает? Капсулы содержат два инертных порошка. Когда в смесь добавляется вода, образуется водород, который подается в реактор для производства электроэнергии.
Оснащенный стандартными розетками, он также имеет 3 порта USB, благодаря которым можно заряжать различные цифровые устройства.
Обратите внимание на очень маленький размер этого устройства.Эта система изначально создавалась как система резервного питания , предназначенная для использования в экстремальных ситуациях (например, когда электросеть недоступна) или в аварийной ситуации. Но на самом деле его всегда можно использовать. Он может похвастаться выходной мощностью 95 Вт, и очевидно, что если сегодня он все еще недостаточно мощный, чтобы его можно было использовать для отопления, производители работают над более мощными версиями продукта, которые можно подключать к бойлеру.
Мало того: для производителей это искробезопасная система, поскольку порошки инертны.
Этот продукт скоро поступит в продажу в США по цене 899 долларов, а каждая капсула со смесью стоит 20 долларов. Таким образом, американские потребители должны будут хорошо рассчитать удобство.
Будущие перспективы
Водородное отопление, по сути, еще не стало реальностью, но, тем не менее, оно могло бы революционизировать структуру энергопотребления в домашних хозяйствах .
Кто больше не будет оплачивать счета и фиксированные расходы кондоминиума, но каждый будет покупать киловатты и килокалории на основе фактического потребления или решений, принятых заранее.
Если вам интересна эта статья по теме водородного отопления и вы хотите узнать больше о системах отопления с использованием возобновляемых источников энергии , прочтите также эти статьи:
- Геотермальная система отопления
- Централизованное теплоснабжение : как оно работает и сколько стоит
- Внутренний ветер или небольшой ветер : какие предложения на рынке?
- Что такое солнечный камин и как он работает
- Утеплить дом от холода : все хитрости и дельные советы
- Как сэкономить на отоплении
- Водонагреватель с тепловым насосом