Calentamiento de hidrógeno como contribución a un futuro climáticamente neutro
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El sector del calor es muy adecuado para la instalación de una instalación ecológica Calentamiento de hidrógeno. Incluso hoy en día, el 20% de hidrógeno se puede mezclar con gas natural y, por lo tanto, con CO2 Reducir significativamente las emisiones. Viessmann ya está desarrollando una gama completa de productos para calefacción con hidrógeno y también está probando la calefacción de pila de combustible compatible con hidrógeno.
contenido
- Sector de calefacción con hidrógeno como vector energético
- Estrategias para la infraestructura de hidrógeno
- ¿Por qué hidrógeno?
Hasta 2050 se vuelven climáticamente neutrales y el CO2-Reducir las emisiones a cero son los objetivos de la política alemana y europea. Para lograr esto, la quema de combustibles fósiles debe ser reemplazada por soluciones amigables con el medio ambiente. En el sector de la calefacción, por ejemplo, habrá una combinación de soluciones basadas en electricidad como bombas de calor y fuentes de energía renovables como metano sintético e hidrógeno CO2-Neutral generado con la pila de combustible. El hidrógeno en particular jugará un papel central en la calefacción. Su uso es la forma coherente de hacer que el mercado de la calefacción sea climáticamente neutral.
Sector de calefacción con hidrógeno como vector energético
La calefacción de hidrógeno es un socio en la electrificación. El hidrógeno ayuda a reducir la inversión para eso CO2-calentamiento gratuito en Edificios darse cuenta. Un estudio líder de la Agencia Alemana de Energía (Dena) muestra que una combinación de calefacción de electricidad y hidrógeno en los edificios reduciría los costos del sistema energético en al menos 260 mil millones de euros para 2050.
Utilizar infraestructura de gas para calefacción de hidrógeno
La ampliación de centrales eléctricas de reserva y redes eléctricas, que en su totalidad Electrificación del sector de la calefacción requerido, sería significativamente menor si la infraestructura de gas existente se utilizara para hidrógeno.
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Además, con el nuevo hidrógeno portador de energía, el CO2- Reducir significativamente las emisiones. Ya hoy podría 20% de hidrógeno mezclarse con gas natural en la red. Eso reduciría los gases de efecto invernadero en aproximadamente un 7% anual, una contribución rápida y eficaz a la protección del clima.
Sistema de condensación moderno con hasta un 30% de hidrógeno
La tecnología está en su lugar para tal Mezclas de hidrógeno y gas natural para poder utilizarlo para calefacción de edificios. Hay miles de ellos en el mercado. En principio, las calderas de condensación de gas Vitodens 300 y Vitodens 200 de Viessmann ya pueden funcionar con un 20 a un 30 por ciento de hidrógeno. Por lo tanto, los propietarios de casas y apartamentos están bien equipados cuando deciden instalar dispositivos modernos y compactos montados en la pared.
Estrategias para la infraestructura de hidrógeno
Las iniciativas nacionales e internacionales impulsarán la expansión de la infraestructura para generar hidrógeno en el futuro. El gobierno federal tendrá su en verano de 2020 infraestructura nacional presentado. Anunció una financiación de 9 millones de euros para financiar el desarrollo posterior específico de la infraestructura de hidrógeno. Al mismo tiempo, la Comisión de la UE publicó una estrategia de hidrógeno para ampliar las capacidades de producción. Para 2024, el hidrógeno, con Energías renovables producidos, aumentan hasta 1 millón de toneladas, y luego a 2030 millones de toneladas para 10.
Siete buenas razones para la propulsión de hidrógeno y las pilas de combustible
Hoy ya hay numerosos Proyecto de piloto soportado. Recientemente, en enero de 2021, el Ministerio Federal de Investigación (BMBF) tres proyectos principales que resultó de un concurso de ideas y recibió una financiación de 700 millones de euros.
El establecimiento de un Infraestructura de hidrógeno Otro proyecto está financiado por BMWi en Kaisersesch en Renania-Palatinado. Bajo el título “Smartquart”, se creará una infraestructura completa de hidrógeno para 2023, desde la generación de electricidad regenerativa hasta la operación de los electrolizadores para la electrólisis de hidrógeno, su almacenamiento y distribución hasta su uso en los sectores de calefacción y suministro eléctrico, industria y transporte.
Viessmann también ha estado involucrado en este primer laboratorio real para la transición energética desde el principio y, además de calderas de condensación para calentamiento de hidrógeno, también será compatible con hidrógeno. Calefacción por pila de combustible Pruébelo en la práctica.
Calderas de condensación para 100% hidrógeno
“Creamos espacios de vida para las generaciones futuras” es la preocupación de Viessmann. Para que sea seguro, confiable, asequible y suministro de calor climáticamente neutro del futuro, un equipo de ingenieros y técnicos del Centro de Investigación y Desarrollo de Viessmann en Allendorf (Eder) está probando calderas de condensación preparadas para H2 para su funcionamiento con hidrógeno puro.
La base para esto son las unidades de pared modernas adaptables al gas para gas natural con un quemador de gas de superficie de premezcla completa. Las propiedades de combustión del hidrógeno, que difieren significativamente del gas, requieren el nuevo desarrollo del sistema de combustión, monitoreo y control de llama. También es necesario adaptar los componentes del quemador.
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Después Prueba de prototipos Las fases de calificación, pruebas de resistencia y uso de los dispositivos seguirán en Kaisersesch desde principios de 2023. Se espera que los dispositivos se lancen al mercado a partir de 2024. En Alemania, habrá más redes regionales de gas para la distribución de hidrógeno puro a los consumidores. Por cierto, las calderas de condensación preparadas para H2 se pueden cambiar de funcionamiento con gas natural o una mezcla de gas natural / hidrógeno a funcionamiento con hidrógeno puro en solo unos pocos pasos simples.
Pero eso no es todo. Viessmann está desarrollando actualmente más Sistemas de condensación también para mayores capacidades, así como pilas de combustible y plantas combinadas de calor y energía para el uso de hidrógeno.
Conocimientos técnicos generales
Lata de hidrógeno CO2-Neutral generado y quemado y por lo tanto es absolutamente amigable con el clima. El elemento más común del universo no es tóxico, corrosivo ni radiactivo. No contamina el agua ni causa daños al medio ambiente. Con 33,3 kWh / kg, el hidrógeno tiene la mayor densidad energética por kg en comparación con el aceite de calefacción 11,4 kWh / kg y el gas natural 13,9 kWh / kg.
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Sin embargo, el hidrógeno se diferencia significativamente del gas natural, por ejemplo, en sus propiedades relevantes para la combustión. El volumen relacionado densidad de energía para hidrógeno gaseoso a presión normal a temperaturas normales es sólo aproximadamente 3,0 kWh / m³. Para el gas natural, en cambio, es de 9,97 kWh / m³.
El hidrógeno que se encuentra en la tierra prácticamente solo está presente en forma químicamente ligada, por ejemplo, en forma de agua con su contenido de oxígeno. El agua cubre más de dos tercios de la superficie terrestre. La presencia total de agua en la tierra asciende a unos 1,386 millones de km³. Además, los gases naturales como el metano y el petróleo son compuestos importantes que contienen hidrógeno.