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

Водородный котел отопления своими руками

» Котлы отопления

Тяжело помыслить жизнь проживающего в нашей стране без обогревающего комплекса дома. Каждый хозяин дачи может получить информацию: каким образом модернизировать обогрвевающий комплекс коттеджа. В любом регионе РФ нужно зимой отапливать дачу. Каждому известно, что топливо для обогрева постоянно становится дороже. На нашем интернет ресурсе размещенно много разных систем отопления дома, которые используют абсолютно разные приемы извлечения тепла. Указанные комплексы отопления возможно использовать самостоятельно или гибридно.

Содержание

Водородное отопление представляет собой альтернативный вид отопления, в котором в роли энергоносителя применяется водород. Этот химический элемент очень распространен в атмосфере и в сравнении с другим топливом является наиболее экономичным с финансовой точки зрения.

Кроме своей дешевизны такое отопление для частного дома или любого другого здания радует и столь немаловажным качеством для современного человека, как экологичность – водород является частью окружающей среды и в процессе горения не выделяет никаких вредных компонентов.

Пару слов о водороде

Из всех химических элементов на нашей планете водород является самым часто встречаемым. Он находится везде и в избытке. Ему характерны весьма интересные свойства:

• при – 250 °С, находясь в жидком состоянии, водород выступает наиболее легковесной жидкостью;
• при тех же – 250 °С, но будучи в твердом состоянии, он является наиболее легковесным кристаллическим компонентом;
• при соединении воздуха с водородом, несмотря на то, что атомы последнего имеют небольшие размеры, получается довольно взрывоопасная субстанция.

Получение водорода – это весьма простой процесс, для которого требуется лишь вода и электроток. Ток способствует расщеплению молекул воды на кислород, а также водород. Произведенный с помощью этого способа водород можно использовать для разных целей, включая и отопление жилища.

Плюсы и минусы

Если изготовить водородный котел своими руками, то непременно стоит выделить его положительные стороны:

• Такой генератор способен похвастать удивительно высоким коэффициентом полезного действия – более 90 процентов. Ни один из традиционных видов отопления не в силах предоставить подобные результаты.
• Водородная горелка характеризуется абсолютной экологической безопасностью. При работе устройства выделяется только лишь пар — полностью безвредный как для окружающей среды, так и для организма жителей дома.
• Отопление дома водородом не предполагает наличие пламени. Производство тепла достигается путем химических реакций с задействованием катализаторов. Водород соединяется с кислородом, в результате чего генерируется тепловая энергия, попадающая в теплообменник. Данный принцип работы как нельзя лучше подходит для жилых сооружений.
• В перспективе, если тема использования водородных генераторов будет развиваться, мировую экономику ждет расцвет и небывалый подъем. Объясняется это тем, что затраты на получение такого вида топлива, как водород, не сопоставимы с затратами на добычу угля, газа и нефти.
• Горелки данного вида работают абсолютно бесшумно, что также нужно считаться весьма значимым обстоятельством.
• Установка генераторов на водороде своими руками не требует сооружения и последующего использования дымоходов, а это очень удобно.

Водородный отопительный котел — современная разработка отопительных систем

Подробно расписав преимущества, будет несправедливо утаить от читателя недостатки, которые тоже имеют место быть, если мы говорим об отоплении на водороде:

• При обычной комнатной температуре водород обладает газообразной консистенцией. Кроме этого он считается достаточно взрывоопасным веществом, поэтому его транспортировка несет в себе определенные трудности.
• Несмотря на то, что в западных странах использование водородных генераторов становится все более и более привычным, в нашей стране им слишком мало уделяется внимания, поэтому с покупкой и монтажом котлов могут возникнуть проблемы.
• Чтобы обучить специалистов, которые будут проверять и сертифицировать баллоны с водородом (а этот элемент по всем правилам должен находиться именно в такой «таре»), нужно время.

Что надо знать о водородных котлах и их работе?

Выпускаемые сегодня модели водородных горелок могут существенно разниться в критерии мощности, что позволяет выбирать оптимальное оборудование под нужды каждого отдельного помещения. Определение мощности осуществляется с помощью специальных каналов. Наибольший показатель мощности – 6. Уместно будет отметить, что эти каналы могут работать каждый самостоятельно, независимо, что добавляет водородному генератору определенной схожести с котельной.

В каждом канале находится катализатор, благодаря которому начинается процесс выработки тепла. Далее тепловой поток (он приобретает температуру 40 градусов) движется к размещенному в камере сгорания теплообменнику. Эта разновидность систем отопления включает в себя два конструктивных элемента – котел и трубы.

Никаких дополнительных приспособлений для отвода продуктов горения при использовании горелок не требуется, поскольку их просто нет. Единственное, что вырабатывается при функционировании устройства – это обыкновенный водяной пар, совершенно безопасный и чистый.

Применяемые трубы должны обладать диаметром 1-1,25 дюйма. В принципе, возможны и другие размеры, но, как правило, используются именно такие. При прокладке труб придерживаются важного правила: каждое разветвление должно иметь меньший диаметр, чем предыдущее.

Водородные установки могут использоваться не только как самостоятельное и единственное отопительное оборудование в помещении, но и дополнять другие отопительные системы. В этой ситуации основные теплоагрегаты обязаны работать в низкотемпературных режимах.

Послесловие

В заключении хотелось бы сказать о том, что если влиятельные люди будут способствовать развитию данной технологии, то в будущем она имеет все шансы полностью вытеснить традиционные виды отопления, ведь она превосходит их по всем компонентам. Посудите сами, во-первых, водород относится к абсолютно экологичным элементам, во-вторых, он в неограниченном количестве содержится в окружающей среде, и, в-третьих, его добыча очень проста и характеризуется минимальными финансовыми расходами.

Кстати, еще одним альтернативным видом отопления является применение газа Брауна, представляющего собой соединения из 2 атомов водорода и 1 атома кислорода. Сгорая, этот газ дает в несколько раз больше тепла, чем обычный водород.

Источник: http://klivent.net/sistemy-otopleniya/otopitelnye-kotly/vodorodnyj-kotel-otoplenija.html

Re: водородный отопительный котёл 1 год 11 мес. назад #131570

TEL пишет:

А вот,интересно генератор обогреет комнату в ползу ,относительно электричество. Или мы еще далеко от счастья!

Я тоже об этом размышляю. Но в этом случае действительно нужна сверх еденичность.

Re: водородный отопительный котёл 1 год 11 мес. назад #131994

Re: водородный отопительный котёл 1 год 11 мес. назад #132137

Я не ставлю задачу торговли. Мне больше интересны возможности и практическое применение.

Да это самый лучший электролизёр. Но

1 Полная автономность продолжалась пока не кончился бензин и таким образом заявленный самозапит не подтвердился.

2 Работа на систему отопления .Это возможно однако после 2х часов работы котёл так и не разогрелся.

Авторы наглядно доказали что сжигать газ не эффективно.

И сейчас озадачены пребразованием полученного газа опять в электричество с большим приростом энергии.

Очень хочется чтоб у них всё получилось.

Источник: http://realstrannik.ru/forum/49-teoriya-andersena/54387-vodorodnyj-otopitelnyj-kotyol.html?start=360

Смотрите также:

• Водяные котлы отопления
• Воздушные котлы отопления

19 марта 2023 года

Как сделать котел отопления своими руками?

Компания «Фокус» – строительство домов из теплоблоков, экоблоков > Статьи

Котельное оборудование для отопительной системы собственного дома нередко бывает не по карману. Для экономии средств такое устройство можно собрать самостоятельно. Главное, чтобы котел был надежным, производительным, прослужил длительное время и был экономичным.

Перед началом работ необходимо определиться с типом топлива, от которого будет работать оборудование, а также заранее продумать схему отопления, количество отапливаемых помещений, количество радиаторов, будет ли использоваться «теплый пол» и требуется ли, помимо обогрева дома, горячее водоснабжение.

Содержание:

• Самодельное газовое котельное оборудование
• Электрическое котельное оборудование своими руками
• Индукционный котел
• Создание твердотопливного котла
• Котельное оборудование на водороде
• Общие важные советы по сборке котла
  • Как сваривать котел отопления самостоятельно?

Исходя из перечисленных моментов, рассчитывается будущая мощность отопительного оборудования.

Виды котлов отопления:

• газовый;
• электрический;
• индукционный;
• твердотопливный;
• водородный.

Самодельное газовое котельное оборудование

Газовое отопление считается одним из экономически выгодных. Газовый котел должен иметь встроенный бак для воды. Для сборки корпуса возможно применение не металлического каркаса, а использование кирпичной газовой печи.

Подключается котел также, как и «магазинный»

Но соорудить котел отопления своими руками довольно сложно. Он должен соответствовать требованиям ГОСТа, пройти проверку газовой службы. Получить разрешение необходимо еще до самой сборки оборудования, а потом оно должно пройти строгую проверку. При не правильной сборке такого котла высока вероятность утечки газа, что создает взрывоопасную ситуацию.

Электрическое котельное оборудование своими руками

Электрический котел отопления своими руками представляет собой металлический цилиндр с тепловым электронагревательным элементом. На таком котле можно установить датчики и необходимую автоматику.

Корпус для электрического котла может быть сделан из любого материала. Для создания оборудования потребуются регуляторы, датчики. Такой котел должен включать расширительный бачок, циркулярный насос, предохранительный клапан и фильтры.

Работать собранное оборудование должно по принципу нагревания воды ТЭНом и подачи ее в систему для обогрева жилых помещений. Корпус заваривается герметично, заваривается с двух сторон, а также делаются отверстия для подачи остывшего теплоносителя и отдачи нагретого.

Перед установкой самодельного электрического котла лучше обратиться к профессиональному электрику для проверки оборудования.

Индукционный котел

Картинка поясняет принцип работы индукционного котла

Для экономного расхода электроэнергии используют индукционные котлы (подробнее о них мы писали в этом материале, прочтите).

Электроэнергия в таком оборудовании получается при помощи специального устройства, которое значительно быстрее нагревается, в отличие от ТЭНа.

Создать индукционный котел отопления возможно самостоятельно. Основой такого котельного оборудования является индуктор (трансформатор) с двумя обмотками, а также устанавливаются патрубки, по которым течет охлажденная вода или на выход — нагретая.

Для одного из способов создания самодельного индукционного котла отопления берется готовый высокочастотный инвектор, отрезки проволоки из стали длиной 5 см и диаметром 7 мм. Для корпуса лучше выбрать пластиковую трубу с толстыми стенками.   К нему присоединяют патрубки. Корпус внутри аккуратно заполняют проволокой. Для создания индукционной катушки вокруг корпуса наматывают около 90 проволочных витков (используют медь).

Индукционный котел отопления по своим техническим характеристикам должен быть мощностью не менее 15 ампер, а для обогрева больших площадей показатели лучше выбирать еще более мощные.

Реализация всего этого на практике (нажмите, чтобы увеличить)

Пример реализации индукционного котла своими руками приведен ниже.

http://youtu.be/F6yIXht5gks

Создание твердотопливного котла

Принципиальная схема твердотопливного котла

В тех случаях, когда нет возможности использовать газовый или электрический котел, чаще всего потребители останавливают свой выбор на твердотопливных вариантах.

Читайте подробнее о них — 

Корпус такого оборудования обычно делают из стали или чугуна. Для изготовления котельного оборудования требуются листы стали, огнеупорные кирпичи, колосники, дверцы, трубы различного профиля, песок, если планируется на таком котле готовить пищу, тогда потребуется чугунная плита.

Твердотопливный котел представляет собой прямоугольный теплообменник, внутри которого находятся прямоугольные и круглые трубы. Первые используются для облегченного исполнения стыков. Обменник монтируется в корпус из кирпича или стальных листов. В котельных установках такого типа всегда предусматривается отсек для загрузки топлива.

Котельное оборудование на водороде

Принцип работы этого устройства заключается в выделении энергии при каталитической реакции водорода и кислорода.  Для установки такого оборудования требуется свободный доступ к водопроводу, постоянная подача воды и электроэнергии. Водородный котел отопления также можно создать своими руками.

Для сборки такого агрегата потребуется водородный генератор, водородная горелка, котел.  Горелку есть возможность сделать самостоятельно: с 4 форсунками. Для этого можно использовать элементы горелок газового оборудования.

В качестве котла можно взять за образец твёрдотопливный котел, при этом отсек для топки не нужен.

Для такого типа оборудования желательно установить датчики пламени на горелке.

Не смотря на то, что в данном типе котла используется горелка, не требуется дополнительные приспособления для отвода продуктов горения по причине их отсутствия. В таком оборудовании образуется только водяной пар.

Читайте подробнее — 

Из-за составляющих частей и материалов котел обладает большим весом, поэтому рекомендуется начинать его сборку на месте предполагаемой установки. На полу, где будет располагаться оборудование, лучше сделать «постамент» из бетона, либо термостойкого кирпича.

Ближайшие стены не должны быть легковоспламеняющимися. Необходимо заранее продумать безопасность условий установки такого оборудования, вне зависимости от типа топлива.

Чтобы сварить котел отопления своими руками, сверху на постамент устанавливается дно корпуса к которому привариваются стенки. Внутри такой емкости устанавливаются все необходимые элементы, при необходимости заранее сваренные между собой.

Сверху закрепляется плитой, подключаются контуры.

Как сваривать котел отопления самостоятельно?

Для данного процесса требуется сварочный аппарат, бензорез, наждачная бумага, щетки для металла, молоток, токарный станок, заготовки из металла и некоторые другие инструменты.

Перед свариванием обрабатываются металлические листы: очищаются, делаются необходимые разметки, по которым заготовки разрезаются, обрабатываются края. После чего, согласно задуманному плану, составные части свариваются. Сначала делаются небольшие швы, а потом эти места окончательно заваривают.

После сварки требуется внимательно осмотреть корпус, при обнаружении дефектов — устранить. После проверяется герметичность швов, для чего наносится меловой раствор на швы. После высыхания смеси залить котел водой. При не герметичности установки на швах образуются подтеки. Такие дефекты требуют обязательного устранения.

Помните самое главное правило: заботьтесь о своей безопасности, соблюдайте ее нормы и правила. И обязательно консультируйтесь со специалистами, проверяйте технические параметры котлов в специальных органах. Ведь жизнь и здоровье всегда дороже «сэкономленных денег».

А если вы не знаете что и как делать, и данная статья вам не помогла начать, посмотрите обзор других вариантов котлов отопления на нашем портале. Уверены, что вы сможете выбрать не дорогой и подходящий именно вам вариант.

Будем благодарны, если нажмете на кнопки социальных сетей. Они находятся ниже.

Похожие статьи

• Подробно о жидкотопливных котлах отопления

  Создание автономного отопления является достаточно сложным процессом. И для того, чтобы подобрать наиболее выгодную и эффективную систему, изначально…

• Схема обвязки газового котла отопления – как ее реализовать?

  Большинство владельцев частного дома, планируя отопительную систему, представляют ее в виде нагревательного котла, который трубами соединен с…

• Применение электрического котла отопления в доме

  Котлы часто применяют для отопления помещения. Топливным агрегатам предпочтение отдают чаще чем электрическим, несмотря на то, что они дороже. Выбор в…

Запущена первая в мире интегрированная демонстрация преобразования энергии в энергию на водороде

Консорциум европейских компаний, исследовательских институтов и университетов запустил первую в мире демонстрацию полностью интегрированного проекта преобразования энергии в водород в энергию в промышленных масштабах и в реальном приложении электростанции.

Четырехлетний проект по демонстрации HYFLEXPOWER, который достиг уровня технологической готовности 7, предусматривает преобразование теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) мощностью 12 МВт на целлюлозно-бумажной промышленной площадке Engie Solutions Smurfit Kappa в Сайя. -sur-Vienne, Франция, для демонстрации полного цикла преобразования энергии в водород.

Как Энджи объяснил POWER 2 июня, установка ТЭЦ, установленная в 2007 году, в настоящее время использует природный газ из французской сети через газовую турбину Siemens Gas and Power SGT-400 и котел-утилизатор для производства электроэнергии, которая продается Французская коммунальная компания EDF по регулируемому льготному тарифу. Он также производит пар, который используется бумажной фабрикой Smurfit Kappa для сушки целлюлозы из переработанной макулатуры для производства новой бумаги для картона.

Целлюлозно-бумажный завод Engie Solutions Smurfit Kappa в Сайя-сюр-Вьен, Франция. Предоставлено: Энджи

Выдающееся сотрудничество

Siemens Gas and Power, которая будет играть решающую роль координатора проекта пилотного проекта HYFLEXPOWER, поставит систему электролизера для производства водорода из избыточной возобновляемой энергии в регионе. Хотя часть этого водорода может быть использована для хранения, «Сименс» также модернизирует существующую промышленную газовую турбину SGT-400 на ТЭЦ для сжигания различных смесей природного газа и водорода для выработки электроэнергии, работая над постепенным увеличением объема водорода в ТЭЦ. топлива как минимум до 80%, а со временем и до 100%. Тем временем Engie построит завод по производству и хранению водорода, включая станцию ​​смешивания природного газа и водорода.

Европейский Союз (ЕС) предоставит 10,5 млн евро (11,7 млн ​​долларов США) из общего бюджета проекта в 15,2 млн евро (16,9 млн долларов США) в рамках своей рамочной программы Horizon 2020, а разнообразные партнеры консорциума предоставят остальное. В то время как Siemens и Engie получат основную часть финансирования ЕС, другие крупные получатели включают базирующуюся в Великобритании компанию по производству газотурбинных генераторов Centrax, которая модернизирует пакет для работы на водороде и установит новую турбину.

HYFLEXPOWER стремится доказать, что водород можно производить и хранить из возобновляемой электроэнергии, а затем добавлять до 100% к природному газу, который в настоящее время используется на комбинированных теплоэлектростанциях. Предоставлено: Сименс 9Тем временем 0002 Немецкий аэрокосмический центр (DLR) будет координировать свои действия с Университетским колледжем Лондона, Университетом Дуйсбург-Эссен в Германии и Лундским университетом в Швеции для поддержки разработки технологии водородных турбин. В частности, Афинский национальный технический университет проведет экономическую, экологическую и социальную оценку концепции, а французская консалтинговая компания Arttic поддержит оперативное управление проектом и коммуникационную деятельность.

Когда проект завершится, как намечено на 30 апреля 2024 года, он будет направлен в первую очередь на достижение «работы с полной нагрузкой и производства 12 МВт электроэнергии с топливными смесями с высоким содержанием водорода не менее 80% по объему водорода до 100 %». Участники также заявили, что испытания продемонстрируют, что «пределы выбросов ЕС для таких установок могут быть не только соблюдены, но и снижены. Наконец, будет проведена экономическая оценка этой демонстрационной пилотной установки Power-to-h3-to-Power, чтобы продемонстрировать экономические преимущества этого приложения».

Для достижения амбициозных целей проект будет поэтапным. Согласно Siemens, участники немедленно приступят к заключению контрактов и запуску инженерных разработок. В 2021 году HYFLEXPOWER будет работать над установкой оборудования для производства, хранения и снабжения водородом на экспериментальной демонстрационной площадке. Работы по установке газовой турбины для смеси природного газа и водорода начнутся в 2022 году, после чего проект будет направлен на демонстрацию передовой концепции пилотной установки. К 2023 году участники рассчитывают начать пилотную демонстрацию до 100% водорода.

Прыжок от Power-to-X-to-Power

В случае успеха демонстрация может показать, что водород играет роль в долговременном хранении энергии в энергосистеме с большим количеством возобновляемых источников энергии. «Химическое хранение представляется наиболее многообещающей технологией долгосрочного хранения энергии», — заявили участники. «Ожидается, что среди технологий хранения химических веществ будет доминировать водород, поскольку его можно производить путем электролиза воды с использованием избыточной энергии из [возобновляемых источников энергии], легко сжимать и хранить и, наконец, повторно электрифицировать с помощью газовых турбин».

Как сообщалось в POWER , пока еще в зачаточном состоянии, преобразование энергии в газ представляет собой многообещающий подход к преобразованию возобновляемой энергии в «зеленый» водород и метан, обеспечивая сектор возобновляемых источников энергии потенциально прибыльным набором конечных пользователей. Power-to-gas (иногда сокращенно P2G или PtG) описывает процесс преобразования возобновляемой энергии в газообразные энергоносители, такие как водород или метан, посредством электролиза воды, в основном щелочного электролиза, электролиза с протонообменной мембраной (PEM) и твердооксидных электролизеров. Произведенный зеленый водород можно использовать в различных направлениях, которые обещают отделить возобновляемую генерацию от спроса на электроэнергию, помогая избежать сокращения излишков и потенциально предоставляя сектору ряд новых источников дохода.

(Дополнительную информацию см. в разделе «Почему преобразование электроэнергии в газ может процветать в мире, где много возобновляемых источников энергии» в выпуске POWER за декабрь 2019 г. )

За последние два десятилетия было запущено более 200 проектов. работы по преобразованию электричества и воды в водород посредством электролиза для сокращения выбросов — от транспорта, использования природного газа и промышленных секторов — или для поддержки интеграции возобновляемых источников энергии в энергетическую систему, но большинство из них были пилотными или демонстрационными проектами мощностью менее 1 МВт. В последнее время, в связи с усилением дискуссий о месте P2G в будущих энергетических системах и технологических достижениях, планируется несколько гораздо более крупных и амбициозных проектов.

В то же время разработчики переосмысливают роль водорода в обеспечении электроэнергией сети. Хотя за последние два десятилетия было построено или запланировано несколько водородных энергетических проектов для подачи электроэнергии в сеть, многие из них связаны со сжиганием водорода в газовых турбинах, хотя и в небольших объемах, и с так называемым «серым водородом», который поступает из ископаемого топлива. В настоящее время все больше разработчиков изучают возможность использования зеленого водорода для производства электроэнергии. Например, все основные производители газовых турбин в настоящее время разрабатывают газовые турбины, которые могут сжигать 100% водород, как для пиковых, так и для базовых нагрузок в качестве обезуглероженной альтернативы природному газу. Другие проекты по преобразованию энергии из газа в электроэнергию охватывают различные области применения, в том числе топливные элементы для ТЭЦ, промышленного тепла и генераторов.

С 2000 года построено, строится или планируется несколько проектов, использующих водород для подачи электроэнергии в сеть с помощью газовой турбины или топливного элемента. Подробнее см. в инфографике «Большая картина» POWER за октябрь 2019 г.: Hydrogen Power. Источник: POWER

Ценность интегрированной демонстрации

Однако, как отметил в отчете за январь этого года Международный совет по водороду — международный консультативный орган на уровне генеральных директоров, хотя он сильно зависит от региона, конечная стоимость возобновляемый водород, поскольку они касаются энергетических приложений. Возобновляемый водород от электролиза сегодня стоит около 6 долларов за килограмм (кг). Но с 2010 года стоимость электролиза упала примерно на 60% (с 10-15 долларов за кг водорода до 4 долларов за кг), говорится в отчете. Один из приведенных в нем примеров, связанный с электролизом на основе морского ветра в Германии, предполагает, что к 2030 году затраты могут снизиться еще на 60%.

Если затраты на производство и распределение водорода продолжат падать, к 2030 году водородные решения могут конкурировать с другими низкоуглеродными альтернативами в водородных турбинах простого цикла для пиковой мощности, водородных котлах и промышленном отоплении, говорится в сообщении. Тем не менее, в отчете делается вывод о том, что низкоуглеродная базовая поставка водорода будет «уместна только в регионах с ограниченным потенциалом возобновляемых источников энергии и в ситуациях, когда альтернативы, такие как ископаемое топливо с прямым CCS [улавливание и хранение углерода] или биомасса (древесная щепа или биогаз) не являются вариант. » В таких случаях, отмечает он, «компании могут импортировать водород и использовать его для питания водородных турбин».

(подробнее см. POWER от 27 февраля 2020 г., статья «Сколько будет стоить водородная электроэнергия?»).

Затраты являются основным фактором для участников HYFLEXPOWER. Они отмечают, что полная сквозная интеграция в проект существующей электростанции на возобновляемых источниках энергии, системы электролиза и водородной газовой турбины большого объема должна сыграть важную роль в значительном снижении затрат и минимизации времени выполнения заказа по сравнению с новым объектом.

Для Engie демонстрация также открывает новые возможности на прибыльном рынке. У Engie уже есть ряд действующих или запланированных проектов по поддержке разработки возобновляемого водорода для производственных приложений, в том числе проект, запущенный в марте 2020 года с французским органом по организации распределения электроэнергии Morbihan Énergies и французским гигантом по производству шин Michelin. Этот проект, получивший название «HYGO», формализует поставку зеленого водорода на завод Michelin в Ванне, на северо-западе Франции, для использования в процессах термообработки, а также предусматривает общественную станцию ​​распределения зеленого водорода для автомобилей и грузовых автомобилей, в том числе для подачи на зарядную станцию ​​общественного транспорта на заводе Michelin. Демонстрация HYFLEXPOWER, которая будет способствовать усилиям Engie по разработке возобновляемого водорода для промышленных целей, — это «будущее», — сказал Пьер Ардуэн, генеральный директор Engie Solutions for Industries.

Тем временем Centrax смотрит на это с точки зрения развития технологий. «Наша цель состоит в том, чтобы наши газотурбинные комбинированные теплоэлектростанции были «Готовы к водороду», чтобы предоставить нашим клиентам перспективные решения для производства электроэнергии», — сказал Гарри Трамп, директор по развитию бизнеса Centrax Ltd.

Для Siemens возможность предлагает целостные усилия по доказательству межотраслевой декарбонизации с использованием своего оборудования. Как отметила Лиза Дэвис, генеральный директор Siemens Gas and Power, в недавнем официальном документе, объединение секторов с помощью зеленого водорода должно стать основным элементом и основой для энергетики будущего, основанной на возобновляемых источниках энергии.

«Преобразование электричества в водород или синтетическое топливо, что делает его пригодным для хранения, транспортировки и использования во всех секторах, потребляющих энергию, расширяет применение зеленой энергии во всей системе», — сказала она. «Возможности его влияния на энергетический переход требуют срочных действий по исследованию, развитию и применению значительного потенциала Power-to-X, тем самым раскрывая экономическую и технологическую ценность, которую он предлагает для всей энергетической системы».

Модульный подход Siemens к развивающемуся рынку Power-to-X

Siemens, в частности, приближается к бизнес-возможностям, предлагаемым power-to-x, посредством «модульного» подхода, который включает технологические пакеты, охватывающие все процесс приложения power-to-x.

Его пакет возобновляемой энергии, например, предлагает поставку возобновляемой энергии, включая подключение к сети, или автономный источник питания. Пакет h3 предлагает электролизер, сжатие водорода и промежуточное хранение, в то время как пакет реэлектрификации предлагает долгосрочное хранение водорода, водородную газовую турбину, поршневой двигатель, топливный элемент или аккумуляторную систему накопления энергии. Он также предлагает пакет «Синтез электронного топлива», включающий решение для улавливания углерода из дымовых газов, сжатие и синтез топлива, такого как метанол и аммиак. Наконец, он предлагает пакет «под ключ», предполагающий, что компания выступает в качестве подрядчика по проектированию, закупкам и строительству (EPC) для электростанции Power-to-X.

Тем не менее, работа по усовершенствованию конкретных компонентов, которые позволили бы использовать эти подходы, все еще продолжается. Например, ключом к пакету Siemens «e-Hydrogen» являются компрессоры, которые сжимают водород для хранения или заправки до давления до 700 бар. Не менее важным является комплексная демонстрация компанией электролизера, который, вероятно, будет из семейства протонообменных мембран (PEM) Silyzer.

Системы Silyzer уже нашли широкое применение в различных проектах по всему миру. Например, в электролизном проекте PEM Energiepark Mainz мощностью 6 МВт в Германии используется технология Silyzer второго поколения (три установки Silyzer 200) для преобразования избыточной энергии ветряных электростанций в водород. Несмотря на то, что Energiepark Mainz начал свою работу в мае 2014 года, он по-прежнему остается одним из крупнейших существующих проектов Power-to-X в мире. Хотя Siemens не уточнил, какую электролизерную технологию она будет использовать в HYDROFLEXPOWER, компания отметила, что недавно она представила Silyzer 300, систему, предназначенную для крупномасштабных промышленных приложений в «диапазоне мегаватт с двузначным числом». Эта модель электролизера PEM может производить до 2000 кг/час и имеет КПД установки более 75%. Однако компания также отметила, что работает над моделью PEM в диапазоне свыше 100 МВт.

Siemens SILYZER 300 предназначен для минимизации общих инвестиционных затрат в крупных промышленных электролизных установках. По данным Siemens, полный массив из 24 модулей может использовать 17,6 МВт возобновляемых источников энергии для производства 340 кг водорода в час при КПД системы 75% (при более высокой теплотворной способности). Предоставлено: Siemens Gas and Power

В тандеме компания возглавляет гораздо более крупные проекты Power-to-X. Одним из примечательных примеров является проект Murchison Renewable Hydrogen Project в Западной Австралии, проект, который Siemens и Hydrogen Renewables Australia (HRA) совместно разрабатывают, который может использовать электролизер Siemens Silyzer для преобразования до 5 ГВт солнечной и ветровой генерации для производства водорода для газа. закачки по трубопроводу, а затем и для экспорта на голодные до газа азиатские рынки, особенно в Японию и Южную Корею. В мае этого года HRA предприняла важный шаг, подписав меморандум о взаимопонимании (MoU) с Австралийской группой по газовой инфраструктуре (AGIG), компанией, которая уже реализует проекты по зеленому водороду в четырех штатах Австралии. Меморандум о взаимопонимании направлен на ускорение разработки водорода в Австралии, и он также рассмотрит возможность закачки водорода в трубопровод из проекта Мерчисон, который расположен к северу от Калбарри на среднем западе Западной Австралии.

В поисках обезуглероженной газовой турбины

Особый интерес для энергетического сектора может представлять исследование Siemens систем, обеспечивающих эффективную «повторную электрификацию». Пакет, который он предлагает, по существу включает в себя хранение электроэнергии большой емкости, произведенной и сжатой с помощью пакета e-Hydrogen, а также сжигание в газовых турбинах (как простого, так и комбинированного цикла), двигателях или топливных элементах.

В рамках консорциума HYFLEXPOWER компания «Сименс» модернизирует существующую промышленную газовую турбину SGT-400 для выработки электроэнергии и тепловой энергии с помощью накопленного водорода и продемонстрирует промышленное решение для преобразования энергии в энергию в час. Предоставлено: Сименс

В нем говорится, что лучшим вариантом использования повторно электрифицированной энергии в краткосрочной перспективе может быть балансировка сети, потому что электролиз может действовать как «быстрый блок балансировки отрицательной энергии» в случае перегрузки сети из возобновляемых источников энергии (ВИЭ). . В нем отмечается, что сегодня уже существуют большие избыточные мощности ВИЭ. «Хранение избыточной электроэнергии этих источников в химической форме может стать более прибыльным, чем сокращение мощностей возобновляемых источников энергии в часы пик».

Компания Siemens не одинока в изучении рынка вариантов повторной электрификации. В то время как HYFLEXPOWER станет первой крупной интегрированной демонстрацией, несколько ее основных конкурентов в области газовых турбин, в том числе GE Power, Mitsubishi Hitachi Power Systems (MHPS) и Ansaldo Energia, добились успехов в поиске ниш для применения своих водородных двигателей в больших объемах. турбины. В частности, в марте этого года MHPS получила свой первый заказ на усовершенствованную газовую турбину, предназначенную для перехода на возобновляемое водородное топливо, от государственного агентства Intermountain Power Agency штата Юта. МХПС сказал POWER Итальянская компания планирует перевести турбины серии J на ​​сжигание 100% водорода к 2045 году. несколько известных европейских и международных проектов. К ним относятся EncapCo, проект по разработке камер сгорания с предварительным смешиванием для сжигания с высоким содержанием водорода; DECARBIT, которая разрабатывает камеры сгорания для 100% водорода; и Bigh3, которая изучает основы топливных форсунок.

Как и Ansaldo, Siemens является частью отраслевой ассоциации EUTurbines, организации, которая в январе 2019 года взяла на себя обязательство разработать газовые турбины, способные к 2030 году работать на 100% водороде. Как и в случае с GE Power, чьи турбины производят энергию из различных смесей водорода в течение десятилетий, Siemens заявила, что большинство ее турбин уже способны работать на водороде «в значительной степени».

Многие модели газовых турбин Siemens уже работают на водороде, а некоторые уже доступны в качестве «высоководородных» вариантов. Предоставлено: Сименс

Используя опыт, накопленный с 1960-х годов с более чем 55 турбинами, работающими на водороде, по всему миру, компания «Сименс» к 2020 году добилась заметного прогресса в реализации своей амбициозной дорожной карты по увеличению использования водорода во всех моделях своих турбин как минимум до 20%. и 100% к 2030 году. Например, в прошлом году компания объявила, что все ее авиационные установки, оснащенные влажными системами с низким уровнем выбросов (на основе технологии диффузионных горелок), уже соответствуют цели 2030 года по 100% использованию водорода.

Проект HYFLEXPOWER будет направлен на демонстрацию 100-процентной водородной способности своих промышленных турбин, оснащенных технологией сухого низкого уровня выбросов (DLE), сообщил Siemens POWER . Существующая турбина Siemens SGT-400, участвующая в проекте HYFLEXPOWER, представляет собой небольшую промышленную газовую турбину, в которой используется технология горелок G30, проверенная конструкция предварительного смешивания с радиальным завихрителем, обеспечивающая гибкость топлива и продемонстрировавшая способность работать на до 10 % объема топлива. водород, объяснил он. В настоящее время Siemens планирует довести его до 100% водорода, модернизировав свою технологию сжигания DLE в рамках программы исследований и разработок своей технологии горелок.

«Siemens Gas and Power хочет стать движущей силой обезуглероживания энергетических систем во всем мире, — сказал Карим Амин, генеральный директор подразделения Siemens Gas and Power Generation. «Наша цель — сделать наши газовые турбины пригодными для использования на 100% водороде. При этом наши газовые турбины могут стать «технологией выбора» для наших клиентов, чтобы дополнить прерывистость возобновляемых источников энергии и обеспечить надежное энергоснабжение в обезуглероженном мире будущего», — сказал Амин.

— Сонал Патель — старший помощник редактора POWER ( @sonalcpatel , @POWERmagazine ).

Одни только тепловые насосы не спасут нас от замерзания зимой

Переход в 1960-х и 1970-х годах с городского газа на природный газ был одной из самых серьезных инфраструктурных проблем в истории этой страны.

В то время бушевали споры о том, следует ли придерживаться угольного газа или использовать новые ресурсы Северного моря. Аргументы против природного газа варьировались от того, что он слишком дорог, его трудно передвигать и он более горюч.

Перенесемся на 50 лет вперед, и одни и те же темы для обсуждения снова поднимают головы, когда мы обсуждаем, как отапливать наши дома для более экологичного будущего.

Самые громкие голоса скажут вам, что серебряной пулей должны быть тепловые насосы. Они настаивают на том, чтобы все наши дома отапливались и работали только на электричестве, получаемом из возобновляемых источников. Они хотели бы, чтобы вы подумали, что это не проблема, и альтернативы не требуется.

Затраты, связанные с модернизацией сети для размещения дополнительной электроэнергии, практически не упоминаются, а тот факт, что около половины всей электроэнергии, вырабатываемой во время недавнего резкого похолодания, приходилось на газ, потому что ветра почти не было, удобно упускается из виду.

Сторонники тепловых насосов, безусловно, правы, говоря, что они будут играть важную роль в нашей будущей домашней энергетической системе. Но водород также играет важную роль в предоставлении людям выбора и надежности поставок.

Сторонники тепловых насосов, которые считают, что другого пути нет, должны спросить себя: почему правительство так настойчиво говорит о водороде, если все наши проблемы решаются тепловыми насосами? Почему производители котлов, которые также производят тепловые насосы, приветствуют обсуждение водородного отопления дома?

Проблема использования возобновляемой электроэнергии в том, что она может быть уязвима для ударов. Что-то еще должно вмешаться, когда ветра недостаточно. Это что-то еще должно быть готово и ждать все время.

В будущем нам нужно будет использовать газ, и мы должны рассмотреть варианты с низким содержанием углерода, такие как водород.

В декабре правительство начало консультации о том, должны ли все недавно установленные котлы, 10 миллионов из которых будут установлены в домах в течение следующего десятилетия, быть «готовыми к работе с водородом».

Это означает, что они смогут работать на природном газе, который мы используем сегодня, а также на водороде, который мы могли бы использовать в будущем. Они будут стоить столько же, устанавливаться в том же месте и работать так же, как ваш котел сейчас.

По словам правительства, обеспечение того, чтобы все новые котлы, установленные с 2026 года, были готовы к работе на водороде, является «действием с небольшим сожалением с точки зрения воздействия на потребителей».

Когда Town Gas перешла на природный газ, отрасли потребовалось десятилетие, чтобы развернуться. Подобно переходу на HD-телевидение или доставке сигналов мобильной связи во все части страны, любые массовые изменения требуют времени.

Вот почему так важно начать разговор о водороде сейчас, даже если водородо-готовые котлы не поступят в продажу еще несколько лет.

Промышленность убеждена, что сейчас самое время начать дискуссию. Вот почему мы собрались вместе, чтобы сформировать коллектив Hello Hydrogen, потому что мы знаем, что не можем сидеть сложа руки.

В состав нашей компании входят газовые сети Великобритании, производители котлов и тепловых насосов, а также энергетические организации. Все согласны с тем, что дальнейшее использование природного газа не будет вариантом, если мы хотим достичь наших целей по выбросам углерода.

Но мы также знаем, что должны вести с собой потребителей, если они хотят принять будущее, в котором больше не используется голубое пламя, к которому мы привыкли с 1970-х годов.

Мы знаем, что тянуться к термостату практически рефлексивно, пламя на плите ожидаемо, а горячая ванна очень нужна. Водород может помочь сделать эти повседневные действия такими же мгновенными, как и сейчас.

Однако не все в Вестминстере согласны с тем, что у водорода для отопления домов большое будущее. В недавнем отчете комитета депутатов по науке и технологиям высказывается более осторожное мнение, в котором говорится, что его использование в домах, вероятно, будет «скорее ограниченным, чем широко распространенным».

Причина, по которой он может быть ограничен, заключается в том, что дома, использующие водород, скорее всего, будут находиться в так называемых «промышленных кластерах» — местах, где водород будет производиться и использоваться для высокоэнергетических отраслей. Эти узлы охватят до 40% домов, подключенных к газовой сети.

Итак, остается вопрос: что происходит с этим ограниченным числом домов? Есть ли у них выбор или у них должен быть только тепловой насос?

А что мы скажем тем, кто не может установить тепловой насос или не имеет лишних 15 000 фунтов стерлингов на его стоимость?

Миллионам домохозяйств, проживающих в георгианских домах с террасами или в квартирах в центре города, будет сложно установить тепловой насос по доступной цене. Скажем ли мы им, чтобы они держались крепче, и появится другое решение для электричества?

Что должен делать арендодатель, когда дело доходит до модернизации котла в его собственности? Увеличить арендную плату, чтобы покрыть расходы на тепловой насос? Или обратиться к практичному решению, например, к водородному котлу?

Дело вот в чем: у нас должен быть выбор.