Sistemele de încălzire cu hidrogen și perspectivele lor viitoare ar putea fi soluția durabilă și economică. Să aflăm care este.
Ce este încălzirea cu hidrogen?
Hidrogenul este elementul cel mai larg răspândite în natură, prezentă în toate combinațiile organice și , de asemenea , în gazele naturale , compuse, de fapt, de hidrogen și carbon. Un sistem de încălzire cu hidrogen furnizează căldură și electricitate locuinței folosind un sistem de celule alimentate cu combustibil cu hidrogen.
Astăzi există microgenerare cu celule de combustibil cu hidrogen de dimensiunea unei valize mari.
Dacă sistemul de încălzire cu hidrogen este plasat în imediata apropiere a unui cazan, se produce și apă caldă pentru uz sanitar . Pilulele de combustibil, de fapt, dau suficientă căldură pentru a încălzi apa pentru întreaga casă.
Cum functioneazã
Celulele combustibile funcționează pe bază de hidrogen. Ei folosesc oxigenul pentru combustie , preluându-l din aer și hidrogen, care însă nu este disponibil în natură în stare pură, ci este extras prin reforma din gaz natural, printr-un dispozitiv specific.
Unul dintre produsele secundare ale acestei ardere este monoxidul de carbon, foarte toxic și infam pentru accidentele tragice care le - a cauzat. Cu toate acestea, sistemul este capabil să extragă din nou oxigenul care se combină cu monoxidul de carbon pentru a crea dioxid de carbon , ceea ce nu este periculos dacă este inhalat.
Celulele cu combustibil garantează o treime mai mici emisiile de gaze cu efect de seră decât sistemele de încălzire actuale. Toate fără a fi la fel de periculoase precum o sobă de lemne sau un încălzitor cu apă. Cu toate acestea, principalul lor dezavantaj este costurile de producție încă foarte mari .
Dar să vedem mai bine unde ne aflăm astăzi.
Avantajele încălzirii cu hidrogen
Comparativ cu o uzină tradițională, cea care utilizează hidrogenul ca combustibil are mai multe avantaje.
- Eficiență ridicată în producția de energie electrică
- Instalarea la fel de simplă ca cea a unui cazan compact cu condensare
- Mărime mică
- Emisiile reduse de CO2: cu până la 50% mai puțin decât sistemele tradiționale de producere a energiei electrice și a căldurii
- Acum tehnologie sigură și matură, folosită în Japonia de ani buni
Starea tehnicii de astăzi
Încălzirea cu hidrogen este încă o realitate în evoluție. Puține companii oferă sisteme care pot fi achiziționate și de către persoane fizice și rămân multe de făcut. Adesea este încă într-un stadiu prototip și numeroase grupuri de cercetare lucrează la combinarea hidrogenului cu alte surse de energie regenerabilă.
O idee care se dezvoltă este hidrogenul combinat cu sistemele fotovoltaice . În timpul zilei, este produsă energie electrică, care alimentează un electrolizator care, la rândul său, produce hidrogen. În timpul nopții și cu ajutorul unei pile de combustibil, hidrogenul este transformat în energie electrică și căldură .
Prin urmare, hidrogenul stochează energia solară pentru acele perioade în care nu există soare.
Messina CNR a lucrat , de asemenea , la un proiect pentru un cazan de hidrogen. Este o celulă de combustibil modificată pentru a furniza căldură și a încălzi direct apa sistemului.
FOCUS: Încălzire în pardoseală , avantaje și dezavantaje
Exemple de sisteme de încălzire cu hidrogen
Un prim exemplu este dat de Sidera-30, o propunere a unei companii italiene - Ici Caldaie de câteva decenii, specialist în generatoare de căldură atât pentru uz industrial cât și civil - pentru încălzirea locuințelor aflate încă în faza de prototip. Aici, o centrală de cogenerare (electricitate și apă caldă), capabilă să funcționeze nu numai cu metan, ci și cu hidrogen cu o eficiență de 80%, este coordonată prin unități inteligente de control de distribuție, pentru a acționa diferit asupra fiecărui apartament. .
Prototipul funcționează deja în interiorul unui laborator de cercetare și al unor clădiri mari. Ideea tehnică de bază este în general destul de simplă. Patru pilule de combustibil formează motorul primar al instalației prin transformarea chimică a hidrogenului în electricitate . În procesul de încălzire, celulele se încălzesc „ca sobele”, în timp ce un sistem special de răcire îndepărtează căldura. Apoi, electricitatea și căldura. Toate celelalte din Sidera sunt proiectate în jurul acestui nucleu. Gazul metan se duce la un reformator care îl transformă în hidrogen , iar celulele, printr-un schimbător de căldură , sunt conectate la un cazan pentru producerea de apă caldă.
Cu toate acestea, există limite economice și tehnice de depășit . Cele membrane interne pentru electroliza de hidrogen, până în prezent, încă mai au o viață medie de doar doi ani . Și în electrozi platina este încă esențială, un metal hiper-scump și rar, însă, sub atacul industriei mondiale.
Cazanul cu hidrogen al lui Viessman
Acest producător oferă un modul de celule cu combustibil pe bază de hidrogen, Vitovalor 300-P, pentru uz casnic potrivit pentru instalarea în clădiri noi. În practică este o centrală electrică în miniatură. De fapt, acesta combină producția de energie electrică cu cea termică.
Modulul este format din două unități, una care conține microgeneratorul cu pilă de combustibil și cealaltă o cazană cu condensare pe gaz pentru a gestiona vârfurile de încărcare, însoțită de un cazan pentru producerea apei sanitare.
Cele două unități au dimensiuni compacte și mici, acoperind o suprafață de 0,65 metri pătrați.
Vitovalor 300-P are o putere termică (20 kW) suficientă pentru a acoperi toate nevoile de energie, datorită folosirii singure a celulelor de combustibil, dar cazanul cu condensare cu gaz poate interveni pentru a suplimenta producția. În același timp, energia electrică este furnizată: până la 15 kWh pe zi.
Micro-CHP utilizează un modul de celule de combustibil Panasonic, care are o experiență de mii de astfel de instalații în Japonia.
Soluția lui Giacomini
Pe partea corporativă, KlimaHouse a fost prezentată pentru prima dată, primul cazan cu hidrogen destinat pentru persoane fizice. Acesta este cazanul H2ydrogem al companiei piemontese Giacomini.
Chiar dacă prețurile par încă prea mari pentru uz general, chiar dacă există încredere în scăderea progresivă a acestora.
H2ydrogem de GiacominiPe scurt, energia din apă poate să nu fie o himeră în viitor, chiar dacă deocamdată costurile rămân prohibitive pentru majoritatea.
Încălzirea cu hidrogen: noile frontiere
V-ați crede dacă v-am spune că în Statele Unite există cei care efectuează producția de generatoare portabile de hidrogen? Exact așa stau lucrurile. În ultimele luni, au fost multe discuții peste hotare despre iHOD Energypod , un generator portabil de energie hidrogen.
Este o mică sferă portabilă, care folosește capsule mici care produc energie instantaneu. Dar cum funcționează? Capsulele conțin două pulberi inerte. Când se adaugă apă la amestec, se creează hidrogen, care este introdus în reactor pentru a produce energie electrică.
Echipat cu prize standard, are și 3 porturi USB datorită cărora este posibil să reîncărcați diverse dispozitive digitale.
Rețineți dimensiunea extrem de mică a acestui dispozitivAcest sistem a fost născut inițial ca un sistem de alimentare de rezervă pentru a fi utilizat în situații extreme (de exemplu, în cazul în care rețeaua electrică nu ajunge) sau în caz de urgență. Dar, în realitate, poate fi folosit întotdeauna. Are o putere de ieșire de 95W și în mod clar dacă astăzi încă nu este suficient de puternic pentru a fi utilizat pentru încălzire, producătorii lucrează la versiuni de produse mai puternice, care pot fi conectate la un cazan.
Nu numai că: pentru producători este un sistem intrinsec sigur, deoarece pulberile sunt inerte.
Acest produs va ieși în curând la vânzare în SUA pentru 899 USD și fiecare capsulă cu amestec costă 20 USD. Prin urmare, consumatorii americani vor trebui să își facă bine calculele de comoditate.
Perspective de viitor
Încălzirea cu hidrogen nu este încă o realitate, dar ar putea, totuși, să revoluționeze modelul consumului de energie al gospodăriilor .
Cine nu ar mai plăti facturile și cheltuielile fixe ale condominiului, dar fiecare ar cumpăra kilowati și kilocalorii pe baza consumului real sau a deciziilor luate în avans.
Dacă vă interesează acest articol pe tema încălzirii cu hidrogen și doriți să aflați mai multe despre sistemele de încălzire cu energie regenerabilă , citiți și aceste articole:
- Sistem de încălzire geotermală
- Încălzirea raională : cum funcționează și cât costă
- Vânt casnic sau vânt mic : care sunt ofertele pe piață?
- Ce este un Șemineu Solar și cum funcționează
- Izolați casa de frig : toate trucurile și sfaturile practice
- Cum se economisește încălzirea
- Încălzitor de apă cu pompă de căldură