Generator wodoru do ogrzewania domu to innowacyjne rozwiązanie, które właśnie trafiło na rynek europejski. Mowa o ogniwach paliwowych zasilanych wodorem produkowanych przez firmę Panasonic. Nowe generatory o mocy 5 kW mogą zastąpić konwencjonalne źródła ciepła w małych obiektach komercyjnych oraz zapewnić energię elektryczną i ciepłą wodę w budynkach mieszkalnych. Dzięki wysokiej 95% sprawności energetycznej, przy jednocześnie niskiej emisji zanieczyszczeń, są idealnym rozwiązaniem w ramach transformacji energetycznej.
Kluczowe wnioski:
- Nowe generatory wodorowe mogą zastąpić konwencjonalne źródła ciepła w budynkach
- Zapewniają energię elektryczną, ciepło i ciepłą wodę przy 95% sprawności
- Niska emisja zanieczyszczeń to korzyść dla środowiska
- Pasują do transformacji energetycznej w kierunku zeroemisyjnych źródeł
- Innowacyjna technologia wodorowa od znanego producenta już w Europie
Metody produkcji wodoru - elektroliza i reforming parowy
Istnieją dwa główne sposoby pozyskiwania wodoru - elektroliza wody oraz reforming parowy gazu ziemnego. Elektroliza polega na rozkładzie cząsteczek wody na wodór i tlen przy użyciu prądu elektrycznego. Jest to metoda ekologiczna, choć bardzo energochłonna. Z kolei reforming parowy wykorzystuje reakcję metanu z parą wodną do produkcji wodoru i tlenku węgla. Jest on tańszy, ale niezerowęglowy.
Aby elektroliza była opłacalna, potrzebne są duże ilości taniej energii elektrycznej. Dlatego mówi się o "zielonym wodorze", gdy do elektrolizy używa się energii ze źródeł odnawialnych. Pozwala to zagospodarować nadwyżki z farm wiatrowych i fotowoltaicznych. Reformingu parowego używa się natomiast do produkcji tzw. "szarego wodoru".
Zielony wodór z OZE kontra szary z gazu
Podstawowa różnica między zielonym a szarym wodorem sprowadza się do źródeł energii wykorzystywanych do jego produkcji. Zielony wodór powstaje w procesie elektrolizy przy użyciu zielonej energii elektrycznej z OZE i jest praktycznie bezemisyjny. Szary wodór produkuje się natomiast z gazu ziemnego, więc jego wytwarzanie i użytkowanie wiąże się z emisją CO2.
Zielony wodór jest więc bardziej pożądany z punktu widzenia ochrony klimatu, ale jego produkcja jest droższa niż szarego wodoru. W miarę spadku kosztów energii odnawialnej, zielony wodór ma jednak szansę stać się konkurencyjny cenowo.
Wyzwania transportu i magazynowania wodoru
Specyficzne właściwości fizykochemiczne wodoru, takie jak mały rozmiar cząsteczek czy łatwopalność, sprawiają, że jego transport i magazynowanie na dużą skalę jest trudne. Wymaga to zapewnienia szczelności zbiorników i rurociągów oraz odpowiednich zabezpieczeń.
Alternatywą jest dystrybucja wodoru "na miejscu" w rozproszonych instalacjach wytwarzania i bezpośredniego wykorzystania. Rozwiązania punktowe eliminują ryzyko przesyłu i zwiększają lokalne bezpieczeństwo energetyczne, choć ich wadą jest wyższy koszt inwestycyjny.
Bezpieczny transport wodoru wyzwaniem na przyszłość
Aby upowszechnić wodór jako zeroemisyjne paliwo, konieczne będzie w przyszłości wypracowanie optymalnych i bezpiecznych metod jego transportu. Możliwe rozwiązania to specjalne cysterny czy domieszki stabilizujące do istniejących gazociągów. Ważne jest też znalezienie materiałów zapewniających szczelność i wytrzymałość instalacji wodorowych.
Prace nad tymi technologiami trwają, ale na razie najbezpieczniejszy wydaje się transport wodoru w postaci stabilnych związków chemicznych, które następnie można przetworzyć na miejscu użycia.
Czytaj więcej: Czy wiesz, że folie silikonowe mogą generować prąd z fal morskich?
Wdrażanie technologii wodorowych na świecie
Choć wodór kojarzy się przede wszystkim z Japonią, prace nad zastosowaniami wodoru prowadzi wiele krajów. Prekursorem były Stany Zjednoczone (pierwszy samochód na wodór już w 1966 r.), a liderem w transitcie kolejowym stały się Niemcy. Japonia skupia się na technologiach wodorowych dla odbiorców indywidualnych.
Toyota opracowała na przykład wymienne wkłady wodorowe, mogące zasilać zarówno samochody, jak i urządzenia domowe. Rozwiązanie kompaktowe i uniwersalne.
Wodór zaczyna być postrzegany jako realna alternatywa dla konwencjonalnych paliw także w Europie. Technologie wodorowe rozwijają m.in. firmy Panasonic i Siemens, a ogniwa i stacje tankowania pojawiają się w kolejnych miastach Starego Kontynentu.
Wodorowe ogniwa paliwowe Panasonica na europejskim rynku
Panasonic to światowy lider w produkcji ogniw i technologii wodorowej. Na rynku japońskim oferuje domowe generatory wodorowe już od 2009 r., które zapewniają prąd i ogrzewanie z zerową emisją spalin. Teraz firma wprowadza je także do Europy.
Najnowsze ogniwa 5 kW od Panasonica trafiły niedawno do sprzedaży w krajach unijnych. Dzięki modułowej budowie można je łączyć w większe systemy o mocy nawet 1 MW, co sprawia, że mogą zastąpić kotły czy podgrzewacze nie tylko w domach, ale i w małym biznesie.
Wysoka sprawność i konkurencyjna cena
Atutem generatorów wodorowych Panasonica jest bardzo wysoka, sięgająca 95% sprawność przetwarzania paliwa na energię. Dodatkowo niskoemisyjna praca minimalizuje ich wpływ na środowisko. W połączeniu z postępującym spadkiem cen wodoru z OZE, sprawia to, że ogniwa te mogą być konkurencyjne dla konwencjonalnych kotłów już wkrótce.
| Moc pojedynczego ogniwa | 5 kW |
| Max. moc systemu poprzez łączenie modułów | 1 MW |
| Sprawność wytwarzania energii elektrycznej | 56% |
| Sprawność systemu z odzyskiem ciepła | 95% |
Wodór wytwarzany lokalnie z OZE przy użyciu ogniw paliwowych może być zatem konkurencyjną alternatywą dla konwencjonalnych nośników energii w budynkach i małym przemyśle. Pozwoli to ograniczyć emisje w segmencie tzw. ciepłownictwa rozproszonego, kluczowym z punktu widzenia transformacji energetycznej.
Wnioski - wodór szansą dla ciepłownictwa
- Ogniwa i generatory wodorowe mogą zastępować kotły gazowe czy olejowe
- Technologie Panasonica cechuje wysoka, 95% sprawność
- Modułowa budowa pozwala dopasować moc od 5 kW do 1 MW
- Produkcja wodoru z OZE pozwala ograniczyć emisje
- Wodór to obiecująca opcja dla ciepłownictwa i transformacji energetycznej
