Co trzeba wiedzieć o ogrzewaniu wodorem? Kotły Bosch H2 Ready spalające wodór

Pytanie tylko kiedy, w jaki sposób i za jaką cenę wodór będzie powszechnie dostępny. Jak najszybsze stworzenie ogólnie obowiązujących przepisów, które umożliwią przejście na nowe paliwo, jest kluczowym zadaniem dla rządów krajowych, ustawodawców i ekspertów technicznych.

Przewiduje się, że oprócz budowy sieci dystrybucji czystego wodoru, gaz ziemny z jego głównym składnikiem metanem zostanie częściowo zastąpiony w istniejących sieciach zarówno wodorem, jak i biometanem lub metanem produkowanym syntetycznie z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii.

W związku z tym konieczne jest podejście dwutorowe, tzn. rozważenie zarówno czystego wodoru, jak i mieszaniny metanu i wodoru.

Kocioł wodorowy H2 Ready

Pierwsze prototypy kotła H2 Ready o nominalnej mocy cieplnej 30 kW pracują od 2017 roku w obiektach testowych Bosch Termotechnika w Worcester w Wielkiej Brytanii. Kocioł H2 Ready może być początkowo zasilany konwencjonalnym gazem ziemnym lub mieszanką gazu ziemnego i wodoru o stężeniu do 20%.

Po zakończeniu przebudowy sieci w całym kraju, kocioł H2 Ready można przestawić na pełne wykorzystanie czystego wodoru w ciągu jednej godziny - po wprowadzeniu kilku modyfikacji. Działanie kotła H2 Readynie różni się od działania gazowego kotła kondensacyjnego zasilanego gazem ziemnym.

Przejście z gazowego kotła kondensacyjnego na kocioł H2 Ready w budynku nie wymaga specjalnych działań modernizacyjnych. Kocioł wodorowy marki Bosch tak samo reaguje na zmienne wymagania pogodowe i zapotrzebowanie użytkowników na ciepło i jest tak samo wydajny, jak gazowy kocioł kondensacyjny.

Wymiary kotła H2 Ready są porównywalne z obecnymi gazowymi kotłami kondensacyjnymi, co jest dużą zaletą, zwłaszcza w domach z niewielką ilością miejsca na instalację.

Kocioł H2 Ready może być początkowo zasilany konwencjonalnym gazem ziemnym lub mieszanką gazu ziemnego i wodoru o stężeniu do 20%, w dalszej kolejności może być to kocioł spalający tylko czysty wodór

Kiedy będzie gotowa legislacja wodorowa?

W opinii ekspertów Bosch, legislacja wodorowa ma być gotowa do 2025 roku, kiedy rozpoczną się testy demonstracyjne kotłów H2 Ready z mieszankami metanu i wodoru. Testów kotłów w 100% wodorowych można spodziewać się około 2030 roku, gdy wodór stanie się dostępny w gazociągach.

Prace rozwojowe i testy kotłów Bosch H2 Ready prowadzone są w Wielkiej Brytanii, gdzie istnieją gęsto zaludnione obszary z domami szeregowymi, które obecnie korzystają z gazu ziemnego, i które można łatwo zmodernizować na bardziej naturalne źródło energii.

Wykorzystanie wodoru jako paliwa ma istotne zalety nie tylko dla budownictwa mieszkaniowego. Dotyczy to wielu technologii przemysłowych, które wymagają temperatur pracy w zakresie od 110°C do 300°C. Przykłady obejmują sektor przetwórstwa spożywczego, piekarnie, procesy suszenia i wypalania.

Takie temperatury byłyby bardzo trudne do uzyskania przy zastosowaniu innych technologii opartych na odnawialnych źródłach energii, np. musiałoby to obejmować kaskady pomp ciepła i zastosowanie specjalnych czynników chłodniczych.

Kocioł Bosch H2 Ready 

Wadą słonecznej technologii grzewczej jest natychmiastowa zależność od natężenia promieniowania słonecznego. W tym przypadku utrzymywanie temperatury poprzez spalanie wodoru wydaje się być kluczowym krokiem w kierunku neutralności węglowej.

Z jednej strony spalanie wodoru oznacza zastąpienie emisji CO2 parą wodną, z drugiej strony wiąże się to ze zwiększeniem przepływu gazu ze względu na gęstość objętościową wodoru o 1/3 w stosunku do metanu. Zwiększenie temperatury płomienia do ok. 2000°C może spowodować zwiększoną emisję NOx.

Konieczne jest zatem uwzględnienie odpowiedniego obchodzenia się z gazem oraz zainstalowanie specjalnych zabezpieczeń, jak również zastosowanie odpowiednich materiałów ze względu na specyficzną zdolność wodoru do oddziaływania na nie.

Bosch oferuje rozwiązanie oparte na monitorowaniu emisji NOx. Spowolnienie procesu zapłonu palnika eliminuje ryzyko wybuchu. Bezpieczeństwo jest gwarantowane przez zastosowanie sprzętu ochronnego, który reaguje na odmienne właściwości wodoru w porównaniu z metanem.

Najwyraźniej musimy poczekać na masowe wdrożenie technologii wodorowej. Wykorzystanie wodoru jest jednym z kamieni milowych przyszłej strategii energetycznej Unii Europejskiej, a Bosch Termotechnika potwierdza, że przygotowanie etapu konsumenckiego, tj. sektora mieszkaniowego i przemysłowego, jest już na wysokim poziomie. 

Źródło i zdjęcia: Robert Bosch Sp. z o.o.