Котел отопительный на водороде: Водородный котел отопления дома и генератор своими руками

Водородный котел отопления, построение устройства в частном доме своими руками

Научно-технический прогресс не стоит на месте, постоянно удивляя потребителей различными новшествами и полезными достижениями. Они касаются всех сфер, в том числе – комфортного проживания и отопления домов. С этой целью не так давно на российский рынок была выведена уникальная продукция – водородные котлы отопления.

Уникальные особенности котлов на водороде

Котлы такого типа мало востребованы в России по причине недостаточной информированности о них широких масс потребителей. В западных странах этот альтернативный вид отопления уже довольно распространен благодаря доказанной экологической чистоте, а также получению заметной экономии при оплате за коммунальные услуги.

«Порождающий воду» – именно так звучит перевод термина «водород» с латыни. Этот элемент считается самым распространенным веществом в мире, из него наполовину состоит солнце, он широко применяется в промышленности, а также обладает массой уникальных свойств, которые и были использованы при разработке водородного отопительного котла. Главное уникальное свойство элемента – его неисчерпаемость в недрах и окружающем мире.

Процесс получения водорода прост и понятен. Для него требуется обязательное наличие электрической энергии и воды. Электроток способствует расщеплению молекул воды на кислород и водород, который впоследствии можно использовать с целью обогрева помещений.

Водород как энергоноситель считается самым безопасным и чистым элементом, а отопление на его основе получается полноценным и эффективным.

Котлы такого типа можно гармонично встроить своими руками в уже существующую отопительную систему без ущерба для нее.

Основные нюансы водородных котлов

Мощность котлов, работающих на основе водорода, выбирают в зависимости от площади сооружения, которое необходимо обогреть.

С помощью техники подобного рода можно решать множество задач, связанных с обогревом. Это происходит благодаря одновременному функционированию нескольких каналов, предназначенных для выработки водородной энергии (максимум их может быть 6).

Модульная система, присущая водородным котлам, обеспечивает независимую работу каналов, никак не воздействуя при этом на снижение эффективности установки. Каждый отдельный канал содержит свой катализатор.

Плюсы обогрева водородом

Котел, работающий на водороде, востребован по многим причинам:

  1. Неисчерпаемость водорода, а также возможность получать его в любом количестве.
  2. Получение водорода считается более выгодным экономически, чем постоянная добыча полезных ископаемых, обладающих горючими свойствами (газа, угля, нефти и т. д.).
  3. Система отопления работает без вредных для людей и атмосферы выхлопов, выделяя обычный водяной пар.
  4. Нет необходимости в пламени (водородное отопление работает на базе химических реакций).
  5. Котел обладает максимально высоким КПД.
  6. Устройство работает совершенно бесшумно.
  7. Отсутствует необходимость в строительстве и эксплуатации дымохода.
  8. Требования безопасности к водородному отоплению ниже, чем к установкам, работающим на основе газа.

Недостатки водородных котлов

Несмотря на массу преимуществ, важно знать о недостатках таких агрегатов:

  • необходимость постоянного пополнения катализатора;
  • взрывоопасность элемента при несоблюдении строгих требований;
  • неудобная транспортировка водорода;
  • недостаток специалистов по установке, а также сервисному обслуживанию подобного оборудования в России;
  • недостаточное количество необходимых запчастей по причине неразвитого рынка водородного отопления.

Самостоятельное сооружение

Ввиду того что массовое производство подобных агрегатов на сегодняшний день отсутствует, их покупка является нелегким процессом. Скорее всего, придется оформлять индивидуальный заказ или договариваться о поставке оборудования из Италии, где впервые разработали и запустили в работу такие устройства.

Но подобное решение вопроса по карману далеко не всем потребителям. В этом случае стоит рассмотреть возможность сооружения котла своими руками.

Как устроен самодельный котел отопления на водороде?

Система водородного обогрева состоит из генератора, горелки и котла.

Точной и гарантирующей успех инструкции по сооружению водородного котла на сегодняшний момент не может дать ни один источник. Но согласно навыкам и опыту практикующих химиков и техников такой агрегат должен состоять из следующих компонентов:

  1. Теплообменник.
  2. Электролизер.
  3. Камера сгорания.
  4. Предохранительный блок, защищающий от «обратки» (с 2 ступенями).
  5. Емкость с электролитом и вырабатываемым водородом. Она должна быть изготовлена из легированной или нержавеющей стали, а также снабжена клапаном, с помощью которого можно сбрасывать давление в системе.

Принцип действия котла

Водород начинает вырабатываться после попадания электролитического раствора внутрь электролизера. Под воздействием катализатора с О2 элемент делится на тепло и воду. Полученное тепло, имеющее температуру порядка 40 градусов, идет в отопительную систему, проходя предварительно через теплообменник.
Очень часто такой температуры хватает для полноценного обогрева дома с помощью теплых полов.

Выделившаяся в результате химической реакции вода поступает в бак (с электролитом), а затем определенная часть раствора подвергается самовоспламенению за счет процесса рециркуляции.

Монтаж водородного котла

Для монтажа конструкции следует приобрести такие комплектующие:

  • 12-Вольтный блок питания;
  • 30-Амперный ШИМ регулятор;
  • трубки разных диаметров, изготовленные из нержавеющей стали;
  • емкость.

Вода в идеально герметичных условиях подается внутрь емкости с диалектиком. Там расположены пластины из нержавеющей стали, примыкание которых друг к другу обеспечивается изолятором. Пластины получают 12-Вольтное напряжение. Результатом будет разложение воды на газы.

Использование ШИМ регулятора позволяет преобразовывать постоянный ток в импульсный или переменный, что увеличивает общую эффективность системы.

Оправдана ли самостоятельная сборка водородного котла?

Целесообразность сборки водородного агрегата своими руками вызывает массу вопросов, которые еще недостаточно исследованы, поэтому перед принятием такого решения следует тщательно взвесить все «за» и «против», а также учесть важные моменты.

Соорудив агрегат из вышеперечисленных элементов и дополнив его стандартными автоматическими и механическими комплектующими, можно получить опытный экземпляр водородного агрегата. Чтобы он полноценно заработал, следует провести немало испытаний и проб.

Первый в мире бытовой водородный котел. Новости: 27 июня 2019

25 июня первый в мире водородный бытовой котел введен в эксплуатацию в реальных условиях в Розенбурге, Нидерланды. Котел был создан Группой компаний “БДР Термия» (BDR Thermea Group), ведущим производителем умных технологических решений для создания теплового комфорта, главная цель которого заключается в разработке и в производстве решений для отопления и горячего водоснабжения практически без выбросов углекислого газа (CO2). Данный инновационный котел сжигает чистый водород, полученный с помощью ветровой или солнечной энергии, и абсолютно не выделяет CO2. Газоснабжающая компания «Стедин» (Stedin), инициатор проекта, отвечает за непрерывное производство и поставку экологически безопасного водорода.

Это первая реальная ситуация, при которой чистый водород будет использован в качестве топлива для высокоэффективного конденсационного котла для обогрева жилого здания с централизованной системой отопления. Котел был разработан Научно-исследовательским центром Группы компаний «БДР Термия» в Италии. После первого экспериментального запуска котла в Нидерландах, выполненного подразделением «Ремеха» (Remeha) Группы Компаний «БДР Термия» в Нидерландах, компания провела полномасштабное эксплуатационное испытание котла в Великобритании. В настоящее время изучаются новые возможности внедрения проектов в других странах Европы, как часть более широкого общеевропейского развития данной технологии.

Твердая приверженность принципам устойчивого развития

»Разработка водородного котла является частью решений Группы Компаний «БДР Термия» по безуглеродному нагреву. В настоящее время мы предлагаем ряд технологий, таких как высокоэффективные газовые водонагреватели, тепловые насосы и тепловые сети, а также водородные водогрейные котлы и топливные элементы. Стабильно вырабатываемый водород является важным, потенциально заслуживающим внимания энергоносителем будущего, — говорит Бертран Шмидт, Генеральный исполнительный директор Группы компаний «БДР Термия». — Преобразование избыточной солнечной или ветряной энергии в газ (водород) является неизбежным и необходимым технологическим решением, если мы хотим сохранить стабильно вырабатываемую энергию на протяжении длительного периода времени, так как избыточная ветряная и солнечная энергия не всегда легкодоступна в периоды пикового потребления, например, в зимнее время. Благодаря инновационному водородному котлу, совместно с нашими топливными элементами, мы твердо намерены сделать окружающую среду более экологичной».

Изучение большего числа пилотных проектов

»Принцип работы водородного котла является таким же, как и у котла, работающего на природном газе, — говорит Питер Снел, Генеральный технический директор Группы компаний «БДР Термия». — В будущем мы сможем заменить традиционные газовые котлы водородными водогрейными котлами по принципу взаимозаменяемости, с учетом того, что поставка водорода может осуществляться через трубопроводы для транспортировки природного газа. Вот почему сотрудничество с сетевыми операторами имеет решающее значение для Группы Компаний «БДР Термия». Помимо пилотного проекта в Розенбурге, мы также примем участие в крупномасштабном демонстрационном проекте в Великобритании. Более 400 водородных котлов будет установлено на протяжении следующих двух лет».

»Мы также предлагаем другим европейским сетевым операторам и застройщикам сотрудничество в проведении испытаний в условиях эксплуатации. Таким образом, будет ускорено развитие теплоснабжения без выбросов CO2. Это, в свою очередь, позволит расширить выработку экологически безопасного водорода с использованием ветряной и солнечной энергии».

Пилотный проект в Розенбурге

Голландский проект в Розенбурге является совместной инициативой сетевого оператора «Стедин», муниципалитета Роттердама и жилищного кооператива Рессорт Вонен (Ressort Wonen). Водородный водогрейный котел будет установлен в котельной рядом с действующим обычным котлом, работающим на природном газе, что позволит обеспечить жильцам достаточно тепла и горячей воды в любое время. Компания «Стедин» использует действующий обычный трубопровод для транспортировки водорода, тем самым демонстрируя, что действующая газораспределительная сеть пригодна для транспортировки водорода. В рамках данного проекта, компания «Стедин» и ее партнеры рассматривают всю цепочку будущего: выработка, распределение и преобразование водорода, с конечной целью, заключающейся в обеспечении комфорта на безуглеродной основе.

BDR Thermea Group продемонстрировала первый в мире котел на водороде

Недавно, первый в мире бытовой котел, работающий на водороде, был введен в эксплуатацию для работы в реальных условиях в городе Розенбург (Rozenburg), Нидерланды. Котел был разработан BDR Thermea Group, которая является ведущим производителем решений в области отопления и горячего водоснабжения, без выбросов в атмосферу углекислого газа (CO2). Этот революционный котел сжигает чистый водород, который производится с помощью ветровой или солнечной энергии без выделения CO2. Владелец газовых сетей Stedin, компания, которая и инициировала проект, несет полную ответственность за стабильное производство и поставки водорода.

Это первый реальный случай, когда чистый водород используется в качестве топлива для высокоэффективного конденсационного котла, нагревает систему центрального отопления жилого дома. Этот котел был разработан в центре исследований и разработок BDR Thermea Group в Италии (BAXI S.p.A.). После пилотного проекта в Нидерландах, который осуществила нидерландская дочерняя компания Remeha будут проведены более широкие полевые испытания в Великобритании. Новые возможности для проектов в других европейских странах сейчас изучаются как часть более широкого общеевропейского развития этой технологии.

Приверженность устойчивому развитию

«Разработка котла на водородном топливе является частью стратегии BDR Thermea Group в направлении уменьшения выбросов CO2. В настоящее время мы предлагаем целый ряд технологий, такие как высокоэффективные газовые котлы, тепловые насосы и тепловые сети, а также водородные котлы и топливные элементы. Надежное производство водорода является очень важным и потенциально очень интересным энергоносителем будущего», — говорит Бертран Шмитт (Bertrand Schmitt), генеральный директор BDR Thermea Group. «Преобразование энергии в газ (водород) является неизбежной и необходимой технологией, если мы хотим надежно хранить энергию в течение длительного времени, поскольку большое количество энергии ветра и солнца не всегда сразу доступна во время ее наибольшей потребности, например, зимой. Вместе с новым водородным котлом, а также нашими устройствами на топливных элементах, мы твердо стремимся сделать окружающую среду более чистой.»

Больше пилотных проектов

«Принцип работы водородного котла такой же, как и у котла, работающего на природном газе», — говорит Питер Снелл (Peter Snel), технический директор компании BDR Thermea. «В будущем мы сможем заменить обычные газовые котлы на водородные котлы, при условии, что подача водорода будет осуществляться по трубопроводам природного газа. Именно поэтому сотрудничество с сетевыми операторами имеет решающее значение для BDR Thermea Group. Кроме пилотного проекта в Розенбурге (Rozenburg), мы также примем участие в масштабном демонстрационном проекте в Великобритании. В ближайшие два года будет установлено более 400 водородных котлов.»

 «Мы хотели бы пригласить других операторов сетей и владельцев зданий в Европе к сотрудничеству в полевых тестах. Таким образом будет ускоренное развитие теплоснабжения без CO2. Это также будет способствовать производству «зеленого» водорода с использованием ветровой и солнечной энергии.»

Пилотный проект в Розенбурге (Rozenburg)

Проект в Розенбурге (Rozenburg), Нидерланды, это совместная инициатива с сетевым оператором Stedin, муниципалитетом Роттердама (Rotterdam) и жилищным кооперативом Ресорт Вонн (Ressort Wonen). Водородный котел был установлен в котельной рядом с существующим обычным котлом на природном газе, и постоянно обеспечивает жителей достаточным теплом и горячей водой. Stedin использует существующий трубопровод для подачи водорода, демонстрируя, что существующая сеть природного газа подходит для подачи водорода. В этом проекте Stedin и его партнеры рассматривают всю цепочку будущей системы: производство водорода, распространения и перевода потребителей на водород с конечной целью обеспечения нулевых выбросов углерода.

О BDR Thermea Group

Основана в 2009 г., BDR Thermea Group является ведущим производителем умных решений в области теплового комфорта как для бытового, так и для коммерческого использования. В компании работает более 6,500 человек в более чем 100 странах мира, компания занимает ведущие позиции в Европе, Северной Америке, Турции и Китае. BDR Thermea Group, с оборотом EUR 1.8 миллиардов в 2018 году, работает под известными мировыми брендами, такими как De Dietrich, Baxi, Remeha, Brötje, Chappée и Baymak. Штаб-квартира компании находится в городе Апелдорн (Apeldoorn), Нидерланды.

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посетите www. bdrthermea.com

Водородный котел для отопления дома

Водородный котел это еще одна попытка найти альтернативный способ отопления, позволяющий получать тепло без образования двуокиси углерода и загрязнения атмосферы.

Как следует из названия, в качестве топлива в водородном котле используется водород, продуктом горения которого является вода.

Идея разработки водородного котла принадлежит итальянской фирме Giacomini, представившей его в качестве опытной модели. Увы, никаких достоверных данных о работе водородного котла, его эффективности и особенностей эксплуатации пока нет.

Почему именно водород? Ответ прост: по мнению многих ученых именно водород на сегодняшний день является одним из наиболее перспективных видов топлива, способных заменить привычные углеводороды. Основных достоинств несколько:

  • Удельная теплота сгорания водорода почти в три раза превышает удельную теплоту сгорания природного газа
  • Продуктом сгорания водорода является вода
  • Водород является одним из самых распространенных на нашей планете химических элементов. Правда, находится он на земле в связанном состоянии, в виде воды и углеводородов.

На первый взгляд, кажется, что все просто: достаточно сжечь водород, подобно природному газу, собрать образовавшуюся воду и насладиться полученным теплом. Но так ли это на самом деле?

Как происходит горение водорода?

На практике оказывается, что процесс сжигания водорода имеет свои характерные особенности. Формально реакция горения описывается формулой:

h3 + 0,5 O2 → h3O

В действительности ход химической реакции между этими двумя химическими элементами состоит из двух десятков промежуточных реакций. Подобный тип взаимодействия в химии называется цепной реакцией. Процесс развивается стремительно. Именно по этой причине горение водорода сопровождается резким хлопком. Если газа много этот хлопок уместнее назвать взрывом.

Реакция действительно сопровождается одномоментным выделением большого количества тепла, но использовать его сложно именно из-за скоротечности процесса. Следует отметить, что для возникновения цепной реакции горения водорода обязательно необходимо наличие искры иди пламени. При его отсутствии смесь водорода и кислорода может храниться длительное время. Правда, при определенной концентрации при соотношении один моль кислорода к двум молям водорода возможна детонация.

Это значит, что в привычном понимании процесс сжигания водорода для получения тепловой энергии, используемой в дальнейшем на отопление, использоваться не может (по крайней мере, на сегодняшний день)

Наиболее приемлемой для отопления является каталитическая (беспламенная) реакция горения водорода. Для исключения возможности разогрева смеси водорода с воздухом и начала цепной реакции, ход каталитической реакции регулируется таким образом, чтобы выделяемого тепла хватало только на нагрев теплоносителя до температуры 40-50 С.

Сделать это можно регулируя подачу водорода и ограничив площадь контакта воздушной смеси с пластиной-катализатором. (В качестве катализатора в данном случае используется платина.) Именно по этой причине водородный котел является низкотемпературным теплотехническим оборудованием.

Устройство водородного котла

Конструкция водородного котла модульная. В ее основе несколько каталитических пластин с автономными каналами, по которым поступает газ. Делается это для предотвращения образования большого объема смеси водорода и кислорода, способной к детонации.

Выделенное тепло поступает в теплообменник, а затем используется для нагрева теплоносителя и отопления.

Преимущество водородного котла состоит в том, что для отопления потребуется меньший объем водорода, а в качестве продукта сгорания будет получена обычная дистиллированная вода, которую, затем можно использовать на хозяйственные нужды.

Минус один: водород в природе в свободном виде не содержится. Прежде, чем его сжечь, газ нужно получить.

Следует отметить, что компания Giacomini, представившая на обозрение свой альтернативный способ отопления с использованием водорода не ведет речи о получении газа, а просто предлагает вариант его использования.

В тоже время сторонники этого вида оборудования, пытаясь найти достоинства в водородном отоплении, заверяют, что найти этот вид топлива несложно.  Так ли это на самом деле?

Как получают водород?

Водород можно получить различными способами. Например, он может быть выделен в ходе химической реакции, или при электролизе воды. Считается, что для отопления проще всего использовать именно второй способ получения газа.

Для электролиза в качестве исходного вещества используется вода (Напомним, что именно вода является конечным продуктом горения водорода). Для расщепления воды потребуется электрическая энергия. Помня о законе сохранения энергии, нетрудно предположить, что для расщепления воды и получения водорода потребуется столько же энергии, сколько ее выделится при обратной реакции горения газа.

Это значит, что получать водород электролизом, тратя на это электрическую энергию, а затем сжигать полученный таким непростым путем газ, не имеет никакого смысла, ведь электричество можно напрямую использовать на отопление. Покупать или делать для этого водородный котел нет никакого смысла.

Следует отметить, что электрические котлы также не наносят вреда природе: работают они без дыма, высокоэффективны, да к тому же еще и могут нагревать воду до 95 С.

Подведем итоги — водород или электричество?

Водородный котел это, несомненно, новое слово в теплотехнике. Для его использования нужно иметь запас водород.

Идея получения водорода с помощью электролиза и одновременное его использование для отопления абсурдна. Для получения водорода из воды нужно столько же энергии, сколько ее выделится при последующем сжигании газа. Проще сразу же отапливать дом электричеством.

газовый и на воде, изготовление

Если вы хотите максимально эффективно отапливать дом, при этом не тратить много средств на энергоноситель, то вам стоит рассмотреть альтернативный вариант отопительного оборудования. Котел водородный не требует сложного обслуживания. Он отличается надежностью и долговечностью, но имеет довольно сложную конструкцию. Все комплектующие агрегата должны быть высокого качества. Несмотря на это, водородное нагревательное оборудование можно сделать своими руками.

Плюсы и минусы водородных отопительных котлов

Поскольку в нагревательных приборах в качестве топлива используется водород, рассмотрим преимущества энергоносителя:

  1. Водород в баллонах можно приобрести в любом регионе страны.
  2. Отопительные системы с использованием водорода не требуют для работы участия человека, потому что представляют собой замкнутый цикл.
  3. Приемлемая цена топлива – главное достоинство.
  4. Количество выделяемой тепловой энергии составляет 121 МДж/кг, что намного выше такого же показателя у пропана, который равен 40 МДж/кг.

Стоит не забывать о недостатках водородного топлива:

  • уровень шума при работе котла старого образца высокий;
  • если превысить нормативное давление, то создается взрывоопасная ситуация;
  • агрегат потребляет много воды;
  • в некоторых населенных пунктах сложно купить баллоны с водородом;
  • в старых установках нужно делать отдельный дымоход для разогретого пара, выделяющегося при каталитической реакции.

Преимущества водородных котлов заключаются в следующем:

  1. Агрегат не выбрасывает вредные соединения в атмосферу.
  2. Водород не горит, а отдает тепло при взаимодействии с кислородом. Вода образуется в результате каталитической реакции.
  3. При температуре теплоносителя всего 40 градусов теплопотери исключены.
  4. В процессе работы котла происходит химическая реакция, которая протекает без использования открытого пламени.
  5. Современные водородные котлы отличаются бесшумной работой, не требуют устройства отдельного дымохода, потому что разогретый пар и вода сразу подаются в систему отопления. Благодаря этому агрегат можно устанавливать в любом месте.

Минусы водородных агрегатов связаны с повышенными требованиями к качеству всех составляющих элементов и узлов. Чтобы обслуживать и ремонтировать прибор, придется привлекать специалистов. Довольно сложно найти запасные детали для нагревательного оборудования.

Принцип работы водородного котла и его схема

Отапливать жилье с помощью водородных котлов придумали в Италии не так давно. Ранее ученые пытались создать бытовой котел на водороде, но сделать агрегат из привычных материалов было невозможно, потому что температура горения водорода очень высокая.

Процесс отопления простой и понятный – в отопительном котле есть специальный резервуар, заполненный водородом, когда он нагревается до 300 градусов, то газ вступает во взаимодействие с кислородом. В результате реакции образуется пар и вода, подающиеся в систему отопления жилого дома.

Рекомендуем к прочтению:

Принцип работы водородного нагревательного оборудования следующий:

  • В специальный электролизер подается электролитический раствор, который при прохождении через электроды способствует выработке водяного пара, кислорода и водорода.
  • Смесь газов поступает в сепаратор, где из общей массы выделяется водород. Очищенный газ подается в другой узел через специальный клапан. Причем обратного хода у газа нет, что сводит вероятность создания взрывоопасной ситуации на нет.
  • Далее водород подается в камеру сгорания с теплообменником. Здесь водород вступает в реакцию с кислородом при участии катализатора. В итоге теплообменник с находящимся внутри теплоносителем нагревается.
  • Отработанный газ подается обратно в камеру с электролитом.

Для регулировки мощности в нагревательном оборудовании установлены каналы со специальным катализатором. При этом катализатор можно задействовать в химической реакции или исключить из нее.

Виды водородных котлов

Любой водородный котел отопления работает по общему для всех агрегатов принципу. Разница между ними есть только в мощности, материале, из которого изготовлен корпус, и других незначительных характеристиках.

Для примера рассмотрим технические характеристики двух котлов американского производства (модели Star 1000 и ННО):

  1. Энергопотребление обоих генераторов составляет 1,2-3 кВт/ч.
  2. За сутки оба прибора расходуют 5,5 л воды.
  3. В течение дня каждый прибор способен генерировать 1,2-2 л топлива.
  4. Обе разновидности отопительного оборудования подходят для обогрева помещения площадью не более 250 м².
  5. Срок службы составляет минимум 15 лет.
  6. В приборах установлено два контура. Один контур нагревательный, а второй – отопительный.
  7. Цена агрегатов колеблется в пределах 3-3,5 тысяч долларов.

Важно! Водородный генератор не работает постоянно. Он включается, когда температура в помещении опускается ниже установленного порога, поэтому расходует мало электроэнергии.

Правила выбора отопительного котла на водороде

Выбирая котел на водороде, обращайте внимание на следующие критерии:

  • количество контуров;
  • мощность прибора;
  • производитель;
  • количество потребляемой электроэнергии.

Мощность водородного нагревательного оборудования стартует от 27 Вт. Верхний предел мощности не ограничивается. Для отопления дома можно использовать несколько маленьких котлов или установить один мощный агрегат.

Специалисты рекомендуют придерживаться следующих правил выбора водородного нагревателя:

  1. Мощность котла должна соответствовать используемой отопительной сети и характеристикам теплоносителя. Также учитывается размер отапливаемой площади.
  2. Если планируется организовать несколько отопительных контуров, то габариты камеры сгорания должны позволять установить дополнительные теплообменники.
  3. В доме должна быть исправная электросеть, которая способна выдержать мощность нагревательного оборудования.
  4. Все узлы и детали котла должны быть качественные и долговечные.
  5. Прибор должен быть сертифицированным и иметь необходимую систему безопасности.

Техника безопасности и особенности эксплуатации

Отопительный котел на водороде нужно правильно эксплуатировать.

Рекомендуем к прочтению:

В ходе его использования придерживайтесь следующих правил:

  • Нельзя самостоятельно модернизировать и переделывать водородное нагревательное оборудование. Это повышает вероятность утечки водорода. При его взаимодействии с воздухом создается взрывоопасная ситуация.
  • Установите внутри теплообменника датчики температуры. Это позволит контролировать степень нагрева воды. Периодически проверяйте температуру, не допускайте перегревания теплоносителя.
  • Не эксплуатируйте отопительное оборудование в режимах и условиях, которые не предусмотрены производителем. Это может привести к нежелательной цепной реакции.
  • На горелочное устройство установите запорную арматуру и подключите ее к температурному датчику. Это позволит при необходимости обеспечивать охлаждение котла.
  • Если давление газа в камере сгорания критически повышается, то нужно выяснить причину такого повышения, принять меры для стабилизации работы.
  • Следите за подачей воды, периодически меняйте электролитный раствор.

Важно! При правильной и бережной эксплуатации водородное нагревательное оборудование прослужит до 30 лет, вдвое превысив гарантийный срок.

Самодельный водородный котел

Для сборки котла вам понадобятся листы из высоколегированной нержавеющей стали толщиной 2-4 мм, фильтр для очистки воды, газовые шланги диаметром 8 мм из прозрачного материала, рассчитанные на высокое давление. Также подготовьте по паре болтов с шайбами и гайками размером 150х6 мм, штуцер для шланга диаметром 0,8 см, герметичную емкость из пластика вместительностью 1,5-2 литра и профильную трубу сечением 4х4 см и 2х2 см.

Из инструментов понадобится следующее:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка с насадкой для резки металла;
  • строительный нож;
  • дрель со сверлами;
  • рожковый ключ;
  • отвертка;
  • прибор для нарезки резьбы диаметром 6 мм.

Сначала делаем водородный генератор в такой последовательности:

  1. Из стального листа вырезаем 16 пластин размером 5х5 см. Один угол каждой пластины срезаем под 45 градусов, в другом углу, расположенном напротив, высверливаем 6-миллиметровое отверстие.
  2. Пластины насаживаем на болт, чередуя с шайбами. Все фиксируем гайкой. Делаем два таких болта. В итоге получается два радиатора, которые можно вставлять друг в друга.
  3. В крышке пластикового контейнера прорезаем два отверстия под болты. При этом пластины радиаторов должны располагаться друг над другом, но не соприкасаться.
  4. Пластины крепим на крышку и устанавливаем крышку так, чтобы сторона с радиаторами была внутри контейнера. Под крышку для лучшей герметичности укладываем резиновую прокладку.
  5. В крышке делаем еще два отверстия под гибкие трубки для подачи воды и водорода. Диаметр отверстий 8 мм.
  6. В отверстия вставляем стальные патрубки с резьбой. С двух сторон укладываем прокладки и закрепляем гайками.
  7. Теперь нужно проверить герметичность контейнера. Для этого к одному патрубку подключаем манометр, а к другому – компрессор. Нагнетаем давление в 2 атм. в течение получаса. Если давление не меняется, то корпус герметичный.
  8. Проверяем, как работает генератор. На один патрубок устанавливаем обратный клапан и подключаем баллон с газом. Во второй патрубок подаем воду, а к электродам подключаем ток.

Теперь приступаем к изготовлению котла:

  • Профильную трубу сечением 2х2 см режем на 8 частей длиной 30 см.
  • Трубу сечением 4х4 см нарезаем на 3 части. Одна из них длиной 20 см, а две другие – по 8 см.
  • В трубе длиной 20 см с двух торцов прорезаем отверстия под такие же трубы. Вставляем в них отрезки длиной 8 см и привариваем.
  • На три торца крестовины устанавливаем заглушки, а на четвертую ставим заглушку с патрубком.
  • От центра крестовины отступаем 7-8 см и на каждой части высверливаем отверстие диаметром 1-1,4 см.
  • В четыре подготовленные отверстия ввариваем газовые форсунки.
  • К каждому торцу крестовины привариваем по паре профильных труб сечением 2х2 см. Они должны формировать прямой угол с крестовиной.
  • Из стального листа вырезаем три заготовки размером 30х30 см. В двух заготовках вырезаем по 4 дырки диаметром 0,2-0,3 см. Они должны совпадать с местом расположения форсунок. В третьей заготовке делаем дырки диаметром 1 см.
  • Трубу сечением 2-3 см нарезаем на куски длиной по 50 см и привариваем к стальному листу, который ранее вырезали (размером 30х30 см).
  • В трубе сечением 2 см и длиной на 3-4 см меньше, чем протяженность ранее сваренных труб, высверливаем по отверстию в нижней и верхней части.
  • Трубу привариваем к стальному листу 30х30 см с отверстиями меньшего диаметра.
  • Конструкцию переворачиваем и крепим к ней второй стальной лист. Причем патрубки должны совпасть с отверстиями.
  • Привариваем к конструкции из стали горелку.
  • Патрубки для тока теплоносителя привариваем к нужным отверстиям в корпусе.
  • На патрубок подачи устанавливаем датчик температуры. К горелке прикрепляем детектор пламени. Оба датчика соединяем контроллерами или системами визуально-звукового оповещения.
  • Обязательно проверяем герметичность корпуса.

После этого нужно сделать защитный наружный кожух подходящих размеров. Его также свариваем из стальных листов и устанавливаем в корпус все элементы конструкции, правильно соединив их между собой. Тщательно проверьте герметичность всех соединений. Подайте ток на электроды и запустите котел в тестовом режиме. В качестве катализатора используем растворенную в воде щелочь или соль. Катализатор нужен для увеличения выхода газа и улучшения проводимости воды.

Отопление дома на водороде своими руками, газ брауна

Водород — один из источников отопления дома

В средневековье известным ученым Парацельсом в ходе опытов был замечен такой процесс, как выделение пузырьков воздуха при взаимодействии железа и серной кислоты. Однако это был не воздух, а водород. Это легкий газ, который не имеет ни цвета, ни запаха. А если он смешивается с кислородом, то газ является взрывоопасным. Сегодня отопление на водороде своими руками – это распространенное явление. Ведь водород можно получить в любом количестве, где есть вода и электричество.

Под действием электролиза молекулы воды делятся на кислород и водород. Последний обладает массой уникальных свойств. В жидком состоянии при температуре -250 градусов Цельсия это наиболее легкая жидкость, а в твердом состоянии – самое легкое вещество. Атомы водорода являются самыми маленькими. А при смешивании с атмосферным воздухом водород превращается в смесь, которая способна взорваться от даже самой маленькой искры.

Использование водорода в отоплении

В век технологий существует множество вариантов отопить свой дом. Однако любители самостоятельно создавать разные технические приспособления могут сделать отопление дома водородом своими руками. Это экологически чистый, в то же время, очень мощный источник тепла, благодаря которому можно отопить большое помещение.

Рекомендуем к прочтению:

Котел отопления на водороде итальянского производства

Водородное отопление дома было разработано одной из компаний в Италии. Когда такая установка работает, она не производит никаких вредных выбросов. Таким образом, это экологически чистое, эффективное, бесшумное отопление дома.

Ученые разработали способ сжигать водород для отопления дома при такой температуре, как 300 градусов по Цельсию. Благодаря этому появилась возможность производить котлы для отопления из традиционных материалов. Такого типа котлы для функционирования не требуют специальной системы отвода продуктов сгорания в атмосферу, так как здесь таковых продуктов нет. В данном случае выделяется только пар, не вредный для окружающей среды. А получить водород – это доступный процесс. Все, на что будут идти расходы, — это только электроэнергия. А если вы будете, используя водородный генератор для отопления, задействовать еще и солнечные панели, то и затраты на электричество можно минимизировать.

Чаще всего котел на водороде применяется для того чтобы обогревать полы. И такие системы на сегодняшний день можно найти с самой разной мощностью. Монтируются они собственноручно.

Водородная установка для отопления дома состоит из следующих компонентов: котел и трубы, имеющие диаметр 25-32 мм (1-1,25 дюймов). Трубы других размеров используются редко. Трубы можно смонтировать самостоятельно, но здесь следует выполнять одно условие – после каждого разветвления диаметр должен быть меньшим. И порядок уменьшения диаметра следующий – труба D32, труба D25. После разветвления – труба D20, последняя – труба D16. Когда такое правило соблюдается, то водородная горелка для отопления будет работать эффективно и качественно.

Рекомендуем к прочтению:

Преимущества отопления на водороде

Водородное отопление имеет несколько важных достоинств, которые обусловливают распространенность системы:

  • Это экологически чистые системы. И здесь единственным побочным продуктом, выбрасывающимся в атмосферу при работе, является вода в состоянии пара. Этот пар никоим образом не наносит вред окружающей среде.
  • Водород в системе отопления функционирует без применения пламени. Тепло создается в результате каталитической реакции. Когда водород соединяется с кислородом, получается вода. При этом выделяется много тепловой энергии. Поток тепла температуры примерно 40 градусов идет в теплообменник. Для теплых полов – это идеальный температурный режим.
  • Очень скоро водородное отопление своими руками сможет заменить традиционные системы, таким образом, освободив общество от добывания разного топлива – нефти, газа, угля и дров.
  • КПД, который вырабатывает отопление частного дома водородом, может достигнуть 96%.

Еще один вариант – использование газа Брауна

Еще одним способом, в настоящее время довольно спорным, является применение газа Брауна для отопления. Газ брауна для отопления дома является химическим соединением, состоящим из двух атомов водорода и одного атома кислорода. При сгорании такого газа создается практически в 4 раза больше энергии.

Установка для получения газа Брауна

Используется специальный электролизер для отопления дома. Ведь в основе получения такого газа лежит принцип электролиза воды. Чтобы такая технология была применена в отоплении, переделывается обычный котел. В его основании будет электролизер – сюда заливается электролит, состоящий из дистиллированной воды и ускорителя реакции. На пластины из металла или трубки дается переменный ток с заданной частотой. Под его влиянием молекулы кислорода и водорода разъединяются, после чего получается газ брауна отопление.

В Нидерландах начали отапливать жилой дом водородом

Новости

21 апреля 2020, 10:52

В Нидерландах начали отапливать жилой дом водородом

В городе Розенбург (Нидерланды) для отопления жилого дома был введен в эксплуатацию бытовой котел на водороде.

Пилотное тестирование 100% водородного котла осуществляет BDR Thermea Group с июня 2019 в рамках проекта инициированного владельцем газовых сетей Stedin в партнерстве с муниципалитетом Роттердама и жилищным кооперативом Ресорт Вонн (Ressort Wonen).

Котел сжигает чистый водород, который производится с помощью ветровой или солнечной электроэнергии без выделения CO2. Принцип работы такой же, как и у котла, работающего на природном газе.

Водородный котел был установлен в котельной рядом с существующим обычным котлом на природном газе, и постоянно обеспечивает жителей достаточным теплом и горячей водой. Stedin использует существующий трубопровод для подачи водорода. В этом проекте сетевой оператор и его партнеры рассматривают всю цепочку будущей системы: производство водорода, распространения и перевод потребителей на водород с конечной целью обеспечения нулевых выбросов углерода.

Это первый реальный случай, когда чистый водород используется в качестве топлива для системы центрального отопления жилого дома.

В ноябре прошлого года BDR Thermea Group стала первой в Европе компанией, которая получила сертификацию на использование водородной смеси в бытовых котлах в Нидерландах. Компания участвует в британской программе Hy4Heat и активно изучает водородные экспериментальные проекты по всей Европе. В ближайшие два года будет установлено более 400 водородных котлов.

Ранее ЭлектроВести писали, что исследовательская компания BloombergNEF (BNEF) опубликовала доклад «Перспективы водородной экономики» (Hydrogen Economy Outlook).

В нём утверждается, что до 2050 года в большинстве регионов мира водород может производиться с помощью солнечной и ветровой энергии по цене 0,8 до 1,6 долларов США за килограмм (см. график выше). Это примерно соответствует текущим ценам на природный газ в энергетическом эквиваленте ($6-12 за млн БТЕ). Стоимость может быть еще ниже в богатых возобновляемыми источниками энергии странах.

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в
Telegram и Viber

Установлен первый в мире водородный котел

БОЗЕМАН, МТ. — Пограничный городок с населением всего 3400 человек в 1900 году, население Бозмана неуклонно росло до 28 210 человек в 2000 году, а затем резко увеличилось до 49 831 к 2019 году. в США (согласно определению Управления управления и бюджета США) как в 2018, так и в 2019 году.

Давний магнит для любителей активного отдыха, Бозман стал технической Меккой в ​​эпоху «цифровой экономики». Здесь также процветают туристические отрасли, такие как гостиничный бизнес и общественное питание, но якоря местной экономики являются два крупнейших работодателя Бозмана: Университет штата Монтана и Bozeman Health.

Bozeman Health состоит из двух больниц, нескольких специализированных лечебных центров, сети врачей и клиник неотложной медицинской помощи, амбулаторных лечебных учреждений, а также учреждений для престарелых и престарелых.

Центральным элементом Bozeman Health является больница Bozeman Health Hospital, некоммерческая общественная больница, обслуживающая юго-запад Монтаны. То, что начиналось более века назад как больница на 20 коек с одним врачом, теперь превратилось в учреждение на 88 коек, в котором работает около 200 врачей, представляющих 42 специальности.

По мере того, как Бозман рос за последние 100 с лишним лет, больница здоровья Бозмана росла вместе с ней. Поэтому, когда пришло время снова расти — на этот раз с добавлением трехэтажного отделения интенсивной терапии, — Bozeman Health обратилась к своему давнему партнеру Williams Plumbing за работой с механическими системами.

Комплексные решения

Труба Aquatherm размером до 14 дюймов. использовался для охлаждения и бытовой воды в новой башне реанимации больницы Bozeman Health.Компания AquathermWilliams Plumbing была основана в 1979 году. Сегодня, располагая четырьмя филиалами в Монтане, компания предлагает широкий спектр решений по сантехнике, гражданскому строительству, HVAC, экологически чистой энергии, консалтингу и сервисным решениям.

«Мы обеспечим быстрое, вежливое обслуживание, завершим ваши проекты в срок, а наша опытная команда будет соответствовать или превосходить ваши стандарты качества», — обещает компания.

Когда компания Bozeman Health связалась с просьбой об установке системы трубопроводов для новой башни интенсивной терапии в больнице Bozeman Health Hospital, генеральный суперинтендант Том Хармон и остальная часть сантехнической бригады Williams были готовы.

Система охлаждения градирни ICU была первоначально предназначена для труб из углеродистой стали для воды в системах водяного отопления и охлаждения, охлажденной воды и воды конденсатора, а также для некоторых бытовых вод.

Тем не менее, инженерная фирма проекта, Cushing Terrell, предоставила Bozeman Health инженерные рекомендации по другим материалам для снижения общей стоимости строительства. Эти рекомендации включали изменение спецификации для охлажденной и хозяйственно-бытовой воды на трубу Aquatherm.Как опытные установщики Aquatherm, Хармон и его команда остались очень довольны. Они были хорошо осведомлены о преимуществах Aquatherm перед сталью, включая его меньший вес и возможность изготовления на заказ на месте или за его пределами. Кроме того, для установок Aquatherm может потребоваться меньше рабочей силы, чем для установок из углеродистой стали, что часто приводит к более низкой общей стоимости установки по сравнению со сталью.

Хотя Кушинг Террелл изначально проектировал стальные трубы, в частности, в механическом помещении чиллера, где трубы большего размера (12 дюймов.и 14 дюймов) были напрямую подключены к узлам охладителя испарителя и конденсатора, трубопроводы Aquatherm представляли собой жизнеспособную альтернативу.

«За последние шесть лет я работал над несколькими крупными проектами Aquatherm как в больнице, так и в Государственном университете Монтаны, и могу сказать вам, что использование стали, вероятно, удвоило бы время и рабочую силу, необходимые для этого проекта», — сказал Хармон.

Система принимает форму

Проект трубопроводов в больнице Бозмана состоит примерно из одной мили Aquatherm Blue Pipe ® и Aquatherm Green Pipe ® размером от половины дюйма.до 14 дюймов Другое оборудование включает в себя два 30-сильных насоса Taco, два 400-тонных охладителя York и две градирни Marley для гидравлической части, а также насосы Taco и водонагреватели Lochinvar для бытовой части. При работе двух чиллеров максимальный расход насосов на установке охлажденной воды составляет 1740 галлонов в минуту на испарителе и 2020 галлонов в минуту на конденсаторе.

Система охлажденной воды работает при температуре воды на входе 53 ° F / температуре воды на выходе 42 ° F. Он является основным источником охлаждения для кондиционеров в башне интенсивной терапии, а также для операционных в больнице, где требуется низкая температура приточного воздуха.Вода в конденсаторе чиллера рассчитана на работу при 85 ° F EWT / 75 ° F LWT в зависимости от температуры наружного воздуха.

«Градирни используются только для охлаждения компрессора чиллера», — пояснил Хармон. «Вода в конденсаторе отводит тепло от компрессора, чтобы компрессор оставался холодным. Но это не обязательно должна быть холодная вода ».

Кроме того, чиллер York с магнитными подшипниками может работать как встроенный пластинчатый теплообменник для обеспечения естественного охлаждения в течение нескольких месяцев, когда охлаждение хладагента не требуется.

Хармон отметил, что, как и в случае с любой системой трубопроводов, тщательный дизайн системы и правильная эксплуатация являются ключевыми факторами, помогающими обеспечить успешные результаты и безотказную работу конечного пользователя.

«Правильное планирование и дизайн всегда являются одними из наших главных приоритетов в любом проекте», — сказал он, добавив: «Мы не испытывали никаких проблем с Aquatherm, даже в установках горячего водоснабжения».

Чистота и отсутствие пламени

В Williams Plumbing работает около 75 монтажников, обученных Aquatherm.В этом проекте монтажная группа использовала термоядерное оборудование McElroy и Widos. Чистые, термоплавкие соединения представляют собой дополнительное преимущество использования трубы Aquatherm в больничном проекте.

«Поскольку изначально это была работа с углеродистой сталью, нам пришлось иметь дело с разрешениями на проведение горячих работ и снижением дыма при сварке, — сказал Хармон. «С трубкой Aquatherm нам не пришлось ничего делать. При работе с утюгами нет искр или открытого пламени, и даже при резке Aquatherm искры не образуются.Кроме того, мы не используем газ, клей или припой для соединения труб, а также не оставляем пыли или металлической стружки. С экологической точки зрения это намного более чистый продукт, чем сталь ».

С точки зрения конечного пользователя чистая установка Aquatherm помогает предотвратить проблемы при эксплуатации и техническом обслуживании.

«В Aquatherm никогда не бывает грязи и песка, которые вы получаете при сварке стали, и он не накапливается, как металлические трубы», — сказал Хармон. «Все, что нужно делать большинству конечных пользователей, — это периодически проверять уплотнительные кольца и работу шаровых кранов.”

Изготовление на заказ

Возможность изготовления Aquatherm на заказ на месте или за его пределами представляет собой еще одно важное преимущество для клиентов больниц. У Williams Plumbing есть собственный производственный цех, где можно заранее подготовить сборки на основе проектных трехмерных чертежей BIM. Изготовленные по индивидуальному заказу узлы затем могут быть доставлены на строительную площадку и легко установлены благодаря их небольшому весу.

Ким Пул, мастер Fab Shop в Williams Plumbing, говорит о трубах Aquatherm: «Они очень быстрые, очень эффективные и с ними приятно работать.Aquatherm.

Aquatherm предоставляет полную библиотеку семейств CAD и BIM, а также может обеспечить полное изготовление на своем предприятии в Юте. Это удобно, когда у подрядчика нет инструментов, рабочей силы или опыта для создания катушек или узлов.

«Дополнительным преимуществом использования Aquatherm является то, что он очень маневренный, — сказал Хармон. «В больнице все упаковано плотно, и не всегда можно найти сварщика или горелку в этих маленьких местах. Используя Aquatherm, мы обычно можем изготавливать катушки на месте, чтобы уместить любое пространство, с которым мы можем иметь дело, независимо от того, насколько тесным.”

В конечном счете, рост, подобный тому, который наблюдается в Бозмане, требует модернизации инфраструктуры для удовлетворения растущего числа пациентов, и расширение больницы, безусловно, занимает одно из первых мест в любом таком списке.

Для получения дополнительной информации о Williams Plumbing и закулисного изучения их успешной установки трубы Aquatherm посмотрите это видео: https://aquatherm.com/videos/why-williams-plumbing-chooses-aquatherm

Водородные котлы: альтернатива газу центрального отопления?

Отопление наших домов природным газом не может продолжаться, если мы хотим снизить выбросы углерода в результате отопления домов.И здесь на помощь приходит водородный котел. Водород — это низкоуглеродная альтернатива природному газу, который можно доставлять на объекты через существующую газовую сеть.

ВАЖНО: Купить или установить водородный котел пока нет возможности. Однако такие производители, как Baxi и Worcester Bosch, разработали рабочие прототипы.

Зачем нужна альтернатива центральному отоплению на газе?

Ископаемое топливо не только заканчивается, но и при его продолжающемся использовании выделяются парниковые газы, такие как углерод, в атмосферу.Эти газы не могут покинуть нашу атмосферу, вызывая повышение температуры по всему миру, что меняет наш климат.

В рамках глобальной климатической чрезвычайной ситуации правительство Великобритании работает над сокращением выбросов углерода в стране. В частности, правительство Великобритании приняло закон, согласно которому выбросы углекислого газа в нашей стране будут нулевыми к 2050 году.

На отопление приходится около трети общих выбросов углерода в Великобритании. Таким образом, поиск альтернативного топлива и технологий значительно снизит наш углеродный след.

Правительство Великобритании уже приняло меры по повышению энергоэффективности газовых котлов и поэтапному отказу от использования жидких котлов. Плюс с 2025 года газовые котлы не будут устанавливаться в новостройки.

Однако в настоящее время 8/10 домов в Великобритании используют газовые котлы в качестве топлива для центрального отопления. И хотя возобновляемые системы отопления, такие как тепловые насосы и солнечные батареи, не выделяют углерод в атмосферу, замена всех газовых котлов на возобновляемые источники энергии была бы дорогостоящей и непрактичной.

Итак, вместо замены отопительных систем лучшим решением было бы сделать топливо низкоуглеродистым. Водород — это низкоуглеродная альтернатива природному газу, которая может обеспечивать отопление и горячую воду в домах с помощью бойлера.

Что такое водородный котел?

Водородный котел будет работать аналогично существующим газовым котлам. Ключевое отличие состоит в том, что он может обогревать дом не только природным газом, но и чистым водородом.

Водородные котлы устанавливаются так же, как и газовые, и выглядят очень похоже.Они будут подключены к газовой сети, а топливо будет доставляться к блоку по мере необходимости в отоплении и горячей воде.

Многие внутренние части тоже будут идентичны. Только несколько компонентов, таких как датчик пламени и горелка, потребуется заменить, чтобы они соответствовали водороду.

Если газовая сеть будет переведена на 100% поставку водорода, инженеры, зарегистрированные в Gas Safe, будут обучены их установке. Таким же образом их обучают установке котлов на сжиженном нефтяном газе, а также на природном газе.

А как насчет водородных котлов на топливных элементах?

Водород — хорошо известный источник топлива, который уже используется в водородных топливных элементах. Водородный топливный элемент расщепляет водород на различные части для выработки электроэнергии. Побочным продуктом этого процесса также является тепло, которое можно использовать для обогрева дома.

Хотя технология водородных топливных элементов существует, существует несколько вариантов ее установки. Один из немногих вариантов в Великобритании был разработан ведущим производителем котлов Viessmann.

Viessmann Vitovalor — это система микро-ТЭЦ (комбинированного производства тепла и электроэнергии), которая может помочь снизить ваши счета за электроэнергию и отопление. Однако он значительно дороже газового котла и может стоить от 10 000 до 15 000 фунтов стерлингов, включая установку.

Можно ли купить водородные котлы?

Купить водородный котел пока невозможно, но все современные котлы способны работать с определенным уровнем водорода. Хотя они могут быть недоступны для покупки, некоторые производители котлов разрабатывают прототипы водородных котлов.Сюда входят Baxi и Worcester Bosch, которые также призывают к тому, чтобы все новые котлы, установленные с 2025 года, были готовы к работе с водородом.

Водородный котел сможет отапливать дом на природном газе. Затем, если будет произведен переход на водород, он может продолжать работать на 100% водороде после короткого визита инженера-теплотехника.

Преимущества водородных котлов

Водород дает ответы на многие вопросы в поисках низкоуглеродной альтернативы ископаемому топливу.

Знакомые системы отопления

Перевод газовой сети на водород позволит домовладельцам и дальше отапливать свои дома с помощью котла.В то же время снижение выбросов углекислого газа. Альтернативой может быть установка возобновляемой системы отопления — технология, незнакомая большинству людей.

Более экологично, чем природный газ

Когда наши котлы сжигают ископаемое топливо, в атмосферу выбрасывается углерод, который наносит ущерб нашей планете. Когда водород сжигается, он производит только воду и тепло без углерода. Даже если бы мы использовали комбинацию природного газа и водорода, мы могли бы значительно сократить выбросы углерода.

Нет необходимости в замене инфраструктуры

Водородная сеть может использовать те же трубопроводы, арматуру и котлы, что и природный газ, поэтому будет очень мало необходимости инвестировать в изменение инфраструктуры. Даже если бы переключение произошло сегодня, многие котлы могли бы продолжать работать, а домовладельцы могли бы избежать затрат, связанных с заменой системы отопления.

Высокоэффективное топливо

Водород содержит много энергии, так как 1 кг водорода содержит столько же энергии, что и 2.8кг бензина.

Недостатки водорода

Несмотря на все преимущества водорода, существует несколько проблем, которые необходимо решить, прежде чем переход на водородную сеть станет возможным.

Производство водорода дорогое (на данный момент)

Производство водорода в больших количествах для удовлетворения спроса в настоящее время обходится недешево. Водород можно производить либо путем электролиза, то есть с использованием электричества для разделения воды на кислород и водород, либо путем парового риформинга метана (STR).

При производстве водорода может выделяться углерод, если он не улавливается

Хотя водород не выделяет углерод при использовании в котле, производство водорода может выделять углерод. Для решения этой проблемы необходимо разработать методы производства с низким содержанием углерода. Например, для электролиза необходимо использовать возобновляемую электроэнергию от ветряных или солнечных ферм, а не электричество, произведенное путем сжигания ископаемого топлива.

SMR включает нагрев метана в природном газе с паром и катализатором, но при этом образуется не только водород, но и углерод.Чтобы сделать этот метод низкоуглеродистым, необходимо использовать системы улавливания углерода (CSS), чтобы предотвратить утечку углерода в атмосферу.

Когда будут доступны водородные котлы?

Правительство работает с отопительной отраслью над исследованием и испытанием водорода в качестве топлива для отопления, а также возможных методов производства водорода. Эти проекты включают:

HyDeploy

В рамках проекта HyDeploy, осуществляемого в Университете Кил, Стаффордшир, проверяется жизнеспособность использования смеси водорода и природного газа 20:80 в национальной энергосистеме.При смеси 20:80 не потребуется никаких изменений в большинстве котлов в Великобритании или в процессе установки. Текущая цель состоит в том, чтобы к 2025 году перейти на смесь водорода и природного газа 20:80.

Интересно, что конденсационные газовые котлы cano, выпущенные после 1996 года, работают на газе, содержащем до 23% водорода. Это означает, что пока у вас есть современный газовый котел, вы должны быть готовы к первой фазе водородной сети.

По состоянию на июль 2020 года результаты этого проекта находятся на рассмотрении Управления по охране труда и технике безопасности (HSE) с надеждой начать публичные испытания в конце 2020 года.

Hy4Heat

Проект Hy4Heat исследует и тестирует возможность 100% водородной сети.

По состоянию на июль 2020 года проект дает очень положительные результаты. Приборы, используемые в водородной сети, будут очень похожи на природный газ, но безопасность является основным направлением проекта. Использование природного газа может быть небезопасным без надлежащих мер, и то же самое можно сказать о водороде. Это другой тип газа, поэтому установщикам потребуется обучение, чтобы убедиться, что они могут безопасно работать с водородом.Однако исследования по этому поводу все еще продолжаются.

У нас уже есть водородные автомобили, и в прошлом в газовой сети использовалась смесь 50% водорода. Если / когда водородная сеть будет готова, большинство современных котлов можно будет относительно просто модифицировать для работы со 100% водородом. Это означает, что домовладельцы не столкнутся со значительными расходами или неудобствами. Кроме того, установщикам потребуется лишь небольшое дополнительное обучение.

Программа поставок водорода

По всему миру реализуются проекты, пытающиеся найти эффективный способ производства низкоуглеродного водорода.Правительство Великобритании инвестировало 20 миллионов фунтов стерлингов в Программу поставок водорода, чтобы выяснить, насколько жизнеспособной будет водородная сеть. Это включает в себя проект HyDeploy в Кильском университете. В рамках проекта проводятся испытания использования 20% водорода и 80% природного газа в частной газовой сети без замены трубопроводов или котлов.

Сколько будет стоить водородный котел?

Пока неизвестно, сколько будут стоить водородные котлы. Однако маловероятно, что цены будут слишком отличаться от цен на газовые котлы.

Как правило, газовый котел стоит от 400 до 3000 фунтов стерлингов без учета его установки.

Цены на котел варьируются в зависимости от производителя, модели и типа котла. Типы котлов включают комби (самые популярные), обычные и системные. Ваша существующая система отопления, тип недвижимости и потребность в отоплении и горячей воде будут определять наиболее подходящий бойлер для вашего дома.

Тип котла Средняя стоимость котла без учета установки Ориентировочная общая стоимость котла полностью смонтированного
Комби 500–2 000 фунтов стерлингов 1 000–3 000 фунтов стерлингов
Система 500–2 500 фунтов стерлингов 1000–3500 фунтов стерлингов
Обычный 500–2 750 фунтов стерлингов 1000–3 750 фунтов стерлингов

Наш справочник по ценам на новые котлы и стоимости замены дает исчерпывающее представление о том, сколько будет стоить новый котел.

Как сделать отопление дома более эффективным сегодня

Если вам нужно заменить свой котел, современный конденсационный газовый котел сможет работать с предложенной подачей 20% водорода, и, когда в будущем подача 100% водорода будет готова, ваш котел можно будет модернизировать. .

Водородные котлы

еще не готовы к установке в домах, но это не значит, что вам нужно ждать, чтобы сделать ваш дом более эффективным. Это связано с тем, что современные конденсационные газовые котлы очень эффективны и могут сделать ваш дом более комфортным.Кроме того, вы также сократите выбросы углерода и, возможно, ваши счета за отопление.

В качестве альтернативы вы можете обратиться к низкоуглеродной системе отопления, такой как тепловой насос, солнечная энергия или котел на биомассе. Все эти системы отопления работают на возобновляемых источниках энергии и не выделяют углерод в атмосферу.

Вы можете получить бесплатные расценки на установку новой системы отопления прямо здесь, в Справочнике по котлам. Просто заполните нашу онлайн-форму, и мы подберем вам специалистов по установке в вашем регионе.Каждый из них предоставит вам бесплатное ценовое предложение, которое вы сможете сравнить и быть уверенным, что получаете наиболее конкурентоспособную цену.


Получите БЕСПЛАТНУЮ котировку котла

Если пришло время заменить текущий бойлер, воспользуйтесь нашим бесплатным сервисом, чтобы получить расценки прямо сейчас


Водород для отопления? Варианты декарбонизации домашних хозяйств в Соединенном Королевстве в 2050 г.

На сектор отопления приходится 10% углеродного следа Соединенного Королевства, а на жилые дома приходится большая часть спроса.В настоящее время центральное отопление от котла, работающего на природном газе, является наиболее распространенной системой в Великобритании, но водород с низким или нулевым содержанием углерода и возобновляемая электроэнергия являются двумя вариантами замены первичной энергии для уменьшения углеродного следа. Важно учитывать, как использование любого из источников энергии повлияет на расходы на отопление.

В этой оценке прогнозируются затраты на типичное односемейное домашнее хозяйство в Великобритании и климатические показатели в 2050 году с использованием водорода с низким или нейтральным парниковым газом, возобновляемой электроэнергии или их комбинации.Оценивается стоимость использования котлов или топливных элементов в 2050 году с двумя типами водорода: произведенным путем парометанового риформинга (SMR) в сочетании с улавливанием и хранением углерода (CCS), и электролизом с использованием возобновляемой электроэнергии с нулевым выбросом углерода. Стоимость тепловых насосов, наиболее перспективной технологии отопления для прямого использования возобновляемой электроэнергии, также оценивается по двум сценариям: только тепловой насос и гибридный тепловой насос со вспомогательным водородным котлом.

В настоящее время ископаемая энергия используется для процесса преобразования SMR + CCS, а это означает, что производство водорода таким способом обеспечивает сокращение выбросов парниковых газов на 42–61% по сравнению с ископаемым газом.Когда в качестве технологического топлива используется водород, а не природный газ, производство водорода с помощью SMR + CCS обеспечивает экономию парниковых газов на 69–93% по сравнению с ископаемым газом. При использовании возобновляемой электроэнергии и электролиза водород, полученный из ветра и солнца, имеет нулевую углеродоемкость.

В 2050 году оба сценария с тепловым насосом будут более рентабельными, чем четыре технологии, использующие только водород. Водородные котлы, использующие SMR + CCS, менее дороги, чем котлы, использующие электролизный водород из электроэнергии с нулевым выбросом углерода.Топливные элементы, использующие любой из типов водорода, будут значительно дороже, чем другие варианты.

Эти результаты содержат неточности. Если бы цены на возобновляемую электроэнергию были на 50% ниже или цены на природный газ на 50% выше, стоимость использования котла с электролизным водородом могла бы стать конкурентоспособной по стоимости с котлом, использующим водород SMR + CCS, и экономическое преимущество сценариев теплового насоса было бы увеличивать. Даже в том случае, если цены на возобновляемую электроэнергию будут на 50% выше, а цены на природный газ на 50% ниже, тепловой насос все равно будет наиболее экономически эффективным вариантом.

Водород для отопления? Варианты декарбонизации домашних хозяйств в Европейском Союзе в 2050 году

В этом исследовании сравнивается стоимость нескольких технологий отопления жилых помещений с низким уровнем выбросов парниковых газов (ПГ) или парниковых газов без выбросов парниковых газов в 2050 году: (1) водородные котлы, (2) водородные топливные элементы со вспомогательным водородным котлом для холодов, (3) тепловыми насосами с воздушным источником энергии, использующими возобновляемую электроэнергию, и (4) тепловыми насосами со вспомогательным водородным котлом для холодов. Оценка включает низкоуглеродистый водород в результате парового риформинга метана (SMR) с использованием природного газа в сочетании с улавливанием и хранением углерода (CCS) или SMR + CCS, а также водород с нулевым содержанием углерода, произведенный из возобновляемой электроэнергии с использованием электролиза.

Анализ показывает, что воздушные тепловые насосы являются наиболее рентабельной технологией отопления жилых помещений в 2050 году и их стоимость как минимум на 50% ниже, чем у технологий, использующих только водород. В результате анализа чувствительности мы обнаруживаем, что даже если бы стоимость природного газа была на 50% ниже или цены на возобновляемую электроэнергию были бы на 50% выше в 2050 году по сравнению с нашими основными предположениями, тепловые насосы все равно были бы более рентабельными, чем водородные котлы или топливные элементы. Возобновляемый электролизный водород может быть конкурентоспособным по стоимости с водородом SMR + CCS в 2050 году, хотя сегодня электролизный водород не производится в больших масштабах.В то же время меры по повышению энергоэффективности для снижения спроса на тепло были бы более рентабельной стратегией для достижения сокращения выбросов парниковых газов, чем любой из способов отопления с низким уровнем выбросов парниковых газов, которые мы оцениваем в этом исследовании.

Анализ показывает, что все пути использования возобновляемой электроэнергии имеют почти нулевую интенсивность парниковых газов, в то время как водород SMR + CCS может сократить выбросы парниковых газов на 69–93% по сравнению с природным газом, если в будущем будут внесены улучшения для снижения интенсивности парниковых газов этот путь. Количественная оценка воздействия парниковых газов и рентабельности различных путей отопления актуальна для европейских политиков, принимающих решения о том, как обезуглерожить здания и уменьшить энергетическую бедность в соответствии с обязательствами, взятыми в рамках Инициативы Renovation Wave.

водородных котлов: будущее отопления в Великобритании?

Правительство Великобритании серьезно относится к достижению своих углеродно-нейтральных целей, и, поскольку природный газ является основным источником выбросов углерода, низкоуглеродные альтернативы, такие как водород, вероятно, будут его заменой в ближайшие годы.

Примечание. Приобрести водородный котел пока невозможно, но лидеры отрасли, такие как Worcester Bosch, Viessmann и Baxi, продолжают добиваться значительных успехов в разработке и тестировании своих прототипов.

Обновления за март 2021 года: министр энергетики объявил, что первые дома с водородными котлами в Великобритании запланированы на апрель 2021 года и будут построены в Гейтсхеде, Лондон.

National Grid Hydrogen Project: Со следующего года Файф, Шотландия, станет первым местом в Великобритании, где водородные приборы будут испытываться в более чем 300 домах и питаться водородом непосредственно из сети.

Почему важна альтернатива газовым котлам?

Одной из основных причин глобального потепления является производство парниковых газов за счет сжигания ископаемого топлива, например природного газа.

Эти газы не могут покинуть атмосферу, а вместо этого остаются в ловушке, вызывая повышение температуры Земли.

В ответ на эту глобальную климатическую чрезвычайную ситуацию в 2016 году на Соглашении об изменении климата в Париже правительство Великобритании вместе с крупнейшими экономиками мира договорились бороться с глобальным потеплением и к 2050 году стать углеродно-нейтральными.

В результате традиционные методы отопления, на которые в настоящее время приходится треть выбросов углерода в Великобритании, находятся в центре правительственной программы по снижению выбросов углерода, и изменения неизбежны.

Низкоуглеродные методы нагрева являются важным компонентом для достижения поставленных целей; это включает в себя такие технологии, как тепловые насосы, солнечная энергия, биомасса и внедрение водородных котлов.

Бытовые котлы уже стали целью существенного законодательства, в том числе запрета на использование неконденсируемых котлов, что делает все новые котлы эффективными не менее 90%, а также полный запрет на газовые котлы во всех новостройках с 2025 года.

Однако реальность такова, что в большинстве домов в Великобритании для отопления используются газовые котлы, и многие наблюдатели считают, что стоимость и целесообразность замены всех их на солнечные и тепловые насосы не достижимы.

В связи с этим водородные котлы считаются наиболее жизнеспособным решением, поскольку они могут использовать существующую инфраструктуру, инженеры и их ценовая категория, вероятно, останется конкурентоспособной.

Ваш текущий котел сломался? Прочтите нашу инструкцию по замене котла.

Итак, почему водородные котлы, а не солнечные или тепловые насосы?

Остается несколько препятствий на пути внедрения низкоуглеродного тепла, и недавний отчет Комитета по экологическому аудиту (EAC) показал, что Великобритании потребуется более 700 лет, чтобы осуществить переход с нынешней скоростью.

Кроме того, Комитет по изменению климата (CCC) подсчитал, что перевод каждого дома в Великобритании на низкоуглеродную систему отопления будет стоить в среднем 26 000 фунтов стерлингов.

Одним из возможных решений этих барьеров является водородное топливо, в котором используется существующая газовая инфраструктура, которая подключена к 8 из 10 домов. Поэтому многие комментаторы отрасли утверждают, что гораздо практичнее менять топливо вместо системы отопления в каждом доме.

Когда водород сжигается, он производит только пар и не производит углекислый газ, поэтому возможность доставки его в дома через газовую сеть в настоящее время рассматривается EAC и CCC.

Что такое водородный котел?

Водородные котлы или водородные котлы, которые в настоящее время разрабатываются компаниями Worcester Bosch, Viessmann и BAXI, могут использовать как природный газ, так и водород в качестве источника топлива.

Водородные котлы выглядят почти так же, как современные газовые котлы, и устанавливаются примерно так же. Как и газовые котлы, они будут подключены к газовой магистрали, и оттуда к ним будут подаваться водород или природный газ.

Внутренние компоненты тоже были бы очень похожи на современные газовые котлы. Незначительные отличия заключаются в различных компонентах, таких как водородный датчик пламени и горелка.

Предполагается, что когда и если газовая сеть перейдет на использование водорода, инженеры по газовой безопасности пройдут новый курс обучения, специально посвященный водородному газу и установке водородных котлов.

Можно ли сегодня купить водородный котел?

По состоянию на начало 2021 года купить водородный котел пока невозможно, да и смысла в этом нет, поскольку надежных поставок газообразного водорода пока нет.

И Worcester Bosch, и Viessmann уже несколько лет работают над своими прототипами, готовыми к работе с водородом, и добились значительного прогресса: обе компании испытывают их на определенных «испытательных площадках» в Великобритании.

Предполагается, что водородные котлы будут запущены в ближайшие годы, вероятно, с 2025 года и позже, чтобы совпасть с предложенным запретом на использование газовых котлов в новых зданиях.

Основным преимуществом водородного бойлера является то, что он может продолжать использовать природный газ до тех пор, пока газообразный водород не станет доступным.Это позволит всей стране стратегически перейти на низкоуглеродную альтернативу и практически без перебоев в отоплении домов.

Преимущества (и недостатки) водородных котлов

Ведущие производители котлов Viessmann и Worcester Bosch разрабатывают свои водородные котлы и продолжают информировать отрасль о прогрессе.

Эта новая технология позволяет использовать как природный газ, так и водород, что делает их идеальным переходным устройством, поскольку их можно использовать до и после поставки нового топлива.

Итак, почему водороду уделяется так много положительного внимания?

  • Выбросы не содержат углерода ✅

    Ископаемые виды топлива, такие как уголь, нефть и газ, являются высокоуглеродистыми видами топлива, которые при сжигании выделяют углекислый газ. Это основная причина глобального потепления. С другой стороны, водород производит только воду без углекислого газа.

  • Можно использовать существующую газовую инфраструктуру ✅

    Одно из самых больших преимуществ водорода заключается в том, что он означает только переход на поставку топлива, поэтому его гораздо проще и быстрее внедрить по всей стране.Это также позволяет избежать затрат и необходимости обучения домохозяйствам, внедряющим совершенно новые системы отопления.

  • Водород эффективнее газа ✅

    В 1 кг водорода содержится столько же энергии, сколько в 2,8 кг газа, что означает, что вы можете обогревать дома так же хорошо, но при этом расходовать меньше топлива.

Недостатки водородных котлов

К сожалению, есть некоторые опасения по поводу возможности водородного нагрева, но в настоящее время этот вопрос рассматривается EAC и CCC.

  • Производство водорода недешево ❌

    Энергетическая компания Centrica считает, что водород, безусловно, является частью этой смеси, но полагает, что до получения чистой технологии потребуется не менее 10 лет, а затраты неизвестны.

    В настоящее время существует два ведущих метода производства водорода: электролиз или паровой риформинг метана (SMR).

    Электролиз работает путем разделения молекул воды на две отдельные молекулы водорода с использованием тока высокого напряжения.Когда используемая электроэнергия вырабатывается с использованием возобновляемых источников энергии, и тогда это наиболее экологичный метод производства водорода.

    Второй ведущий метод — это паровой риформинг метана, который представляет собой реакцию пара с метаном. Побочным продуктом производства водорода таким способом является побочный углеродный продукт. Хотя это не все отрицательно, поскольку произведенный углерод может быть уловлен до того, как он попадет в атмосферу.

    В настоящее время оба метода производства водорода дороги и поэтому не подходят для массового рынка, где потребуются мегатонны водорода для обеспечения поставок по всей стране.

  • Водород легковоспламеняющийся ❌

    Газ легко воспламеняется, но водород, возможно, даже более воспламеняется из-за своего запаса энергии, однако он также не имеет запаха, поэтому детекторы являются важной частью их использования для обеспечения безопасности.

  • Хранение — это непросто ❌

    Водород не такой тяжелый, как природный газ, поэтому его намного сложнее хранить и транспортировать. Чтобы достичь адекватных условий, его нужно превратить в жидкость и хранить при низкой температуре.

Когда водородные котлы появятся в Великобритании?

Как уже упоминалось, основные лидеры отрасли Worcester Bosch, Viessmann и Baxi разработали прототипы водородных котлов.

Однако производство водородного топлива — еще одна область, требующая решения, поэтому правительство Великобритании сотрудничает с промышленностью и исследователями. Текущие проекты включают в себя:

HyDeploy

HyDeploy — это исследовательский проект, выполняемый в Университете Кил, Стаффордшир, в рамках которого проверяется возможность использования смеси природного газа и водорода в существующей сети.В частности, они тестируют смесь 20:80, что означает, что не нужно будет вносить никаких существенных изменений в котлы или процесс установки.

Смесь 20:80 планируется выпустить с 2025 года. По состоянию на 2020 год проект находится на рассмотрении Управления по охране труда и технике безопасности (HSE).

Hy4Heat

Hy4Heat — это проект по исследованию жизнеспособности водородной сети в целом.

В 2020 году проект дал чрезвычайно многообещающие результаты.Ключевой частью проекта было рассмотрение того, как можно безопасно использовать бытовую технику, так как в случае с природным газом безопасность является серьезной проблемой. Кроме того, между водородом и природным газом есть небольшие различия, такие как запах и видимость, поэтому обеспечение хорошей подготовки монтажников по установке газа также является важной частью исследования.

Программа поставок водорода

Действуют многочисленные глобальные проекты, цель которых — найти эффективный способ производства водорода и поставки его в жилые дома.В 2020 году правительство Великобритании выделило 20 миллионов фунтов стерлингов Программе поставок водорода, которая помогла финансировать проект HeDeploy в Университете Кил.

Проект водорода национальной сети

National Grid в партнерстве с такими организациями, как OFGEM, SGN и правительство Шотландии испытывают использование водорода в энергосистеме, чтобы подготовиться к низкоуглеродному будущему Великобритании.

В рамках проекта к концу 2022 года более 300 домов в Файфе, Шотландия, будут оснащены водородными котлами, плитами и приборами и будут без дополнительных затрат питаться газообразным водородом.Ожидается, что в конечном итоге 1000 домов будут включены в испытание, которое продлится около 4 лет.

Подробнее об амбициозном плане National Grid можно прочитать здесь.

Сколько будут стоить водородные котлы?

Поскольку коммерчески доступных водородных котлов не существует, текущая цена неизвестна.

Тем не менее, большинство согласится с тем, что промышленность стремится выпустить водородный котел, который будет таким же доступным, как и существующие газовые котлы.

В настоящее время автономный комбинированный котел или системный котел может стоить от 600 до 900 фунтов стерлингов для бюджетной модели, от 900 до 1200 фунтов стерлингов для модели среднего класса и от 1000 до 2000 фунтов стерлингов для модели премиум-класса в зависимости от размера котел. Обычный или отопительный котел может стоить от 500 до 2000 фунтов в зависимости от размера и качества.

Тем не менее, важно учитывать и другие факторы, такие как марка выбранного вами котла, ваш текущий тип котла и то, нужны ли вам какие-либо дополнительные услуги e.грамм. фильтры, или хотите ли вы переместить котел в другое место.

Испытание водородного отопления для котлов Baxi и Worcester Bosch

Технология водородного отопления будет продемонстрирована на первой публичной демонстрации дома на 100% водороде, проводимой Baxi Heating и Worcester Bosch.

Водородные котлы обеих компаний будут представлены в модульных домах, построенных к концу марта, наряду с другими приборами, наполненными водородом, такими как камины, плиты и плиты, чтобы продемонстрировать их использование в реальных условиях.

В настоящее время около 85% домов отапливаются с использованием загрязняющего природного газа, и эксперты считают, что водородная технология играет ключевую роль в будущем интеллектуального отопления, поскольку основным побочным продуктом сжигания газообразного водорода является вода.

Испытание будет направлено на демонстрацию прогресса экологически чистой водородной технологии для отопления, горячего водоснабжения и приготовления пищи в британских домах. Это также знаменует собой ступенчатое изменение как для Baxi Heating, так и для Worcester Bosch по мере их продвижения «от лаборатории к полю».

(ПОДРОБНЕЕ: Повысьте энергоэффективность с помощью гранта Green Homes Grant)

Смежные дома будут расположены на участке Low Thornley компании Northern Gas Network, недалеко от Гейтсхеда, и построены в партнерстве с Northern Gas Networks, Департаментом бизнеса правительства. , Энергетическая и промышленная стратегия (BEIS) и газораспределительная сетевая компания Cadent.

Карл Арнтцен, генеральный директор Worcester Bosch, сказал: «Проект Hydrogen House поможет возглавить безопасное внедрение газообразного водорода в газовую сеть и, в конечном итоге, в наши дома.

Карен Босвелл, управляющий директор Baxi Heating UK и Ирландия, добавила: «Мы очень рады, что эта разработка будет использована в качестве ориентира для обучения следующего поколения тому, как мы можем обеспечить чистую, зеленую энергию для домов будущего. . »

Водородное отопление при поддержке правительства

Хотя возобновляемые технологии, такие как воздушные тепловые насосы, работающие на электричестве, будут иметь жизненно важное значение для обогрева наших домов, признано, что эта технология подходит не для всех домов.

Водород представляет собой способ озеленения газовой сети, а водородные котлы могут стать жизнеспособной низкоуглеродной системой отопления в будущем.

Водородное отопление тоже пользуется государственной поддержкой. План из 10 пунктов, опубликованный в ноябре в рамках правительственной Зеленой промышленной революции, обещал к 2030 году построить первый город, полностью работающий на водороде, с основными вехами: начиная с водородного района в 2023 году, переходя на водородный деревня к 2025 году.

Г-н Джонсон также объявил о выделении до 500 миллионов фунтов стерлингов в ноябре на помощь в развитии водородного отопления, включая испытания домов, использующих водород для отопления и приготовления пищи. Из них 240 миллионов фунтов стерлингов пойдут на новые предприятия по производству водорода.

Замена вашего газового котла на водородный котел может иметь серьезные последствия для домовладельцев (Изображение предоставлено Getty Images)

В январе План водородной сети Великобритании, который является частью программы Gas Goes Green Ассоциации энергетических сетей, изложил план создания первого водородного города в Великобритании.

Кроме того, к апрелю в Гейтсхеде будут построены первые два дома в Великобритании, которые будут полностью питаться водородным отоплением, и финансироваться за счет гранта в размере 250 000 фунтов стерлингов в рамках правительственной программы инноваций Hy4Heat.

В весеннем бюджете было объявлено о создании водородного узла стоимостью 4,8 млн фунтов стерлингов в Уэльсе для экспериментального создания водорода из возобновляемых источников энергии, и ожидается, что в ближайшие месяцы министры опубликуют стратегию правительства по водороду с подробным описанием того, как его использовать в будущем. водорода может быть усовершенствован.

Готовое решение

Обязательство правительства по водородному отоплению было отмечено отраслевыми экспертами и может стать поворотным моментом в том, как мы отапливаем наши дома.

Компания Baxi Heating сообщила Homebuilding & Renovating, что данное обещание представляет собой «сильную поддержку» водородной технологии, в то время как Worcester Bosch сообщил нам, что инвестиции могут означать, что водород станет «готовым решением» для отопления домов в будущее.

В ноябре водородные котлы от Baxi Heating и Worcester Bosch были установлены в первых домах в Великобритании, чтобы продемонстрировать эффективность технологии.

Инновационные прототипы будут испытаны на испытательном полигоне HyStreet в Нортумберленде, который состоит из специально построенных демонстрационных домов. Сейчас будет завершено более 200 испытаний для исследования и подтверждения безопасности и эффективности перевода домов и газовых сетей на водород.

Текущие испытания в Нортумберленде продемонстрируют, как существующие газовые сети могут быть перепрофилированы для безопасной транспортировки 100% водорода.

Водородный котел Baxi Heating проходит испытания на испытательном полигоне HyStreet в Нортумберленде (Изображение предоставлено Baxi)

И переход может быть проще, чем вы думаете.Водородные котлы, подобные разработанным Baxi и Worcester Bosch, могут работать как на 100% водороде, так и на природном газе.

Это означает, что переход на газообразный водород в будущем будет легким для тех, у кого есть водородный бойлер, потому что он может преобразовываться в водород без необходимости в совершенно новой системе отопления.

Какие еще испытания продолжаются?

Low Thornley, Gateshead

Первые два дома в Великобритании, которые будут полностью работать за счет водородного отопления, будут построены в Гейтсхеде к апрелю.

Котлы, плиты, плиты и камины будут работать на водороде, а не на ископаемом топливном газе, и не будут выделять углеродных выбросов. Правительство заявляет, что два дома в Лоу-Торнли продемонстрируют, как топливо можно использовать для замены природного газа.

Финансируемый государством проект координируется компаниями Northern Gas Network и Cadent. Дома будут работать на водородных резервуарах, предоставленных на месте.

После постройки представители общественности смогут зайти внутрь и посмотреть, как бытовые приборы сравниваются с теми, которые работают на природном газе.

Winlaton, Gateshead

В ходе отдельного испытания в Гейтсхеде 670 домов станут одними из первых в Великобритании, где будут испытаны природный газ, смешанный с водородом. Проект начнется в начале 2021 года и продлится около 10 месяцев.

Прототип водородного котла Worcester Bosch (Изображение предоставлено Worcester Bosch)

Файф, Шотландия

Оператор сети Fas SGN ранее в этом году представил планы создания первой в мире сети водородного отопления для дома. Первые дома в мире, которые будут использовать зеленый водород через местную газовую сеть, появятся в Файфе, Шотландия, к концу следующего года при условии получения разрешения на строительство.

Keele University

В прошлом году в ходе первого пилотного испытания HyDeploy 20% водорода было закачано и смешано с существующей частной газовой сетью Университета Кил, которая снабжает 30 факультетских зданий и 100 жилых домов.

Водородная критика

Водородное отопление критикуют за то, что его производство может быть дорогостоящим. Это связано с тем, что он основан либо на использовании возобновляемых источников энергии для разделения воды на водород и кислород (процесс, используемый для производства «зеленого водорода»), либо на использовании технологии улавливания углерода для предотвращения выбросов в результате расщепления газа ископаемого топлива на «голубой водород».

(БОЛЬШЕ: тепловые насосы вдвое дешевле водородных котлов)

В январе коалиция из 33 групп бизнеса и гражданского общества призвала Европейскую комиссию отдать приоритет возобновляемым источникам энергии и энергоэффективности над водородом, чтобы помочь декарбонизировать здания.

«Хотя некоторые считают, что проблемной реконструкции зданий и модернизации возобновляемых систем отопления можно избежать, используя водород для отопления наших зданий, в действительности все обстоит иначе», — написали подписавшие.

«Это правда, что возобновляемый водород может сыграть роль в декарбонизации секторов, в которых трудно бороться, но его прямое использование для отопления в больших масштабах проблематично, поскольку оно сопряжено со многими неопределенностями, связанными с масштабируемостью, затратами на его производство и неэффективности ».

В марте профессор Шах, глава факультета химической инженерии в Имперском колледже Лондона, дал показания депутатам и рассказал о возможной роли водорода в отоплении жилых помещений, отметив, что это, скорее всего, придет в виде гибридные системы, включающие тепловые насосы.

Почему использование чистого водорода для отопления будет слишком сложно, дорого и неэффективно: отчет

Отопление домов чистым водородом путем перевода сетей природного газа для работы на чистом водороде 2 — ужасная идея — гораздо более сложная, дорогая и неэффективная чем просто использование электрических тепловых насосов, согласно опубликованному сегодня независимому отчету.

Зеленый — это новый черный цвет. Подпишитесь на Accelerate

Получите необходимое рыночное понимание перехода мировой нефтегазовой отрасли в энергетику — из нового информационного бюллетеня от Upstream и Recharge.Зарегистрируйтесь здесь

Использование зеленого водорода для обогрева зданий с помощью котлов будет почти в шесть раз менее энергоэффективным, чем тепловые насосы, работающие на возобновляемых источниках энергии, и потребует увеличения производства первичной энергии на 150%, а чистый H 2 увеличит расходы на отопление и требуют преобразования в основном скрытых трубопроводов в миллионах домов и зданий, говорится в исследовании, посвященном Великобритании, «Водород: путь декарбонизации тепла в зданиях?» Лондонской инициативы по преобразованию энергии (LETI) *.

«Следует отметить, что мы обнаружили, что общественное мнение о водороде выглядит крайне несбалансированным, поскольку [] газовая промышленность, в частности, чрезмерно продает« зеленый газ »политикам, чтобы защитить их интересы», — говорится в отчете. .

«Отсутствие ощутимых преимуществ… вызывает серьезные сомнения в практичности переключения на газ».

Ожидание, что правительства или инвесторы профинансируют модернизацию национальной газовой сети, которая потребует новых технологий инфраструктуры, не проверенных в масштабе, «кажется маловероятным, если рассматривать его вместе с альтернативой быстро падающей стоимости возобновляемой электроэнергии (например, ветряных электростанций)», — добавляет он.«Ожидание того, что потребители будут платить, ненадлежащим образом накажет тех в обществе, которые наименее способны платить»

В исследовании указывается, что зеленый водород для отопления имеет энергоэффективность 46% — другими словами, на каждые 100 кВтч возобновляемой энергии, используемой для производства зеленой H 2 , из-за потерь энергии в зданиях производится только 46 кВтч тепла. при добыче, хранении и транспортировке газа. Напротив, тепловые насосы обеспечивают энергоэффективность 270%, что означает, что на каждые 100 кВтч возобновляемой энергии вырабатывается 270 кВтч тепла.

Голубой водород, производимый из метана с улавливанием и хранением углерода (CCS), будет немного более энергоэффективным, чем зеленый, в результате чего 58% энергии природного газа будет использоваться для отопления зданий. Но синий H 2 , за который выступает газовая промышленность, не является технологией с нулевым уровнем выбросов.

«Однако при этом процессе выделяется CO 2 , а также происходит утечка парникового газа метана», — говорится в отчете. «Предлагается крупномасштабная технология CCS для улавливания около 90% этих выбросов CO 2 .Дополнительная биосеквестрация [например, биоэнергетика с CCS] или аналогичная также потребуется для удаления оставшихся 10% CO 2 , чтобы «синий» водород стал нулевым углеродом ».

Газовая промышленность заявляет, что 95-99% выбросов от производства водорода на основе метана можно улавливать и хранить.

Но в отчете LETI говорится, что самая большая и непреодолимая проблема использования водорода для отопления — это газовые трубопроводы внутри зданий, большая часть которых скрыта внутри стен и под полом, которые необходимо модернизировать для обработки более мелких молекул водорода.Существующие газовые котлы и плиты также должны быть заменены.

«Сторона здания при переключении газовой сети [на 100% водород] находится в руках миллионов владельцев зданий… поэтому их решения разрешить или не разрешить переключение, скорее всего, будут приняты с использованием не -энергетическое / углеродное обоснование (например, стоимость, удобство, ожидания и неудобства) », — говорится в исследовании.

«Однако ожидается, что новый произведенный водород будет стоить больше, чем природный газ, особенно если затраты на строительство трубопроводов и переоборудование оборудования будут амортизироваться внутри него.Такие вопросы, как ответственность за срыв, ремонт и ответственность за перепланировку жилищных трубопроводов, остаются нерешенными.

«ЛЭТИ приходит к выводу, что маловероятно, что водород с нулевым содержанием углерода, поставляемый по переоборудованной газовой сети, будет доступен для подавляющего большинства зданий в обозримом будущем».

Тем не менее, в отчете признается, что «кажется, есть более разумная логика, заключающаяся в том, что меньшее количество потребителей газа высокой интенсивности подключается к меньшей сети». К этим пользователям относятся газовые электростанции, тяжелая промышленность, требующая высокотемпературного тепла, авиация и дальние перевозки.

В исследовании не указывается, что при сгорании водород вступает в реакцию с азотом в воздухе с образованием оксидов азота, которые являются парниковыми газами.

* LETI — это базирующаяся в Великобритании добровольная сеть, состоящая из более чем 1000 разработчиков, инженеров, жилищных ассоциаций, архитекторов, проектировщиков, ученых, специалистов по устойчивому развитию, подрядчиков и управляющих объектами.