Отоплението с горивни клетки вече не е новина, но все още има статута на нещо експериментално. Кои са аргументите „за“ отопление с водород и колко екологични са решенията с водородни клетки?
„Водата ще бъде въглищата на бъдещето. Енергията на утрешния ден е вода, разложена чрез електричен ток. Получените чрез това разлагане елементи на водата – водород и кислород, ще осигурят енергията на Земята за неопределен период от време.“ Още през 1870 г. френският писател фантаст Жул Верн предсказва колко голямо ще бъде значението на водорода. Той е най-разпространеният химичен елемент във Вселената и изиграва важна роля при осъществяването на космическите полети. Още по-рано в историята водородът е задвижвал дирижабли и е смятан за горивото на бъдещето.
150 години след прозрението на Жул Верн индустрията най-накрая стигна до извода, че химическият елемент заслужава първо място не само в периодичната система. За промишлеността и транспорта особен интерес представлява молекулярният водород (H2). Той може да се получи чрез преобразуване на пара или чрез съоръжения, преобразуващи електрическа енергия в газ. При последния метод електроенергията се разделя на водород и кислород чрез електролиза на водата. Водородът може да бъде подаван в тази форма директно в газопреносната мрежа или да бъде превърнат чрез метанизация в така наречения зелен газ.
Гориво с ниско съдържание на CO2
Ако за производството на водород се използва възобновяема енергия, то той ще се произвежда не само въглеродно неутрално, но дори ще допринася за намаляването на вредните емисии на CO2. В процеса на улавяне и използване на въглерод полученият при промишлени дейности или от инсталации за биогаз CO2 се обработва допълнително и в комбинация с водород се използва например за производството на синтетични горива (е-fuels). Чрез улавянето и съхранението на въглерод (УСВ) той може дори да се складира и това да намалява съдържанието му в атмосферата.
Директорът на най-голямата австрийска енергоразпределителна компания Verbund AG, Волфганг Анценгрубер, е убеден, че производството на водород е важна технология за бъдещето: „Зеленият водород, който се произвежда чрез електролиза от възобновяеми енергийни източници, може да се използва за съхраняването на енергия или директно като гориво, при това без генериране на вредни емисии. Европа и конкретно Австрия вече имат добри предпоставки за това и имаме реален шанс да поемем водеща роля в разработването на водорода.“ Анценгрубер вижда водорода като важно решение особено за индустриалния сектор.
Водородът може да се използва не само в големи промишлени процеси – междувременно отделните домакинства също разчитат на химичния елемент, като повод за това е разработването на решения за отопление с горивни клетки. Отоплителните уреди с горивни клетки произвеждат водород от природен или втечнен газ, който с помощта на електроди и катализатор се превръща в топлина и електричество. Критичното тук е използването на изкопаеми горива, които нарушават баланса на CO2 при този метод на отопление. Маркус Клауснер, технически директор на компанията Viessmann, не вижда проблем в това: „В сравнение с конвенционалното производство на електроенергия в електроцентралите и децентрализираното производство на топлина в домовете, емисиите на CO2 в резултат на експлоатацията на една горивна клетка намаляват с до 50 процента.“ Отоплението с горивни клетки на Viessmann не разчита единствено на природния газ, обяснява още Клауснер. „Разбира се, в далечното бъдеще ще имаме все по-малко природен газ, но има и негови алтернативи. Отоплението с горивни клетки може да функционира и със зелен газ.“
Базираната в Берлин компания HPS разчита на автономност по отношение на водорода като енергиен източник. Тя предлага цялостно решение, при което фотоволтаична система доставя необходимата енергия за производството на водород. Чрез използване на електролизатор, особено през лятото, излишната слънчева енергия се преобразува във Н2. Той може да се използва директно посредством горивна клетка или да се съхранява във водороден резервоар. По този начин водородът е на разположение дори в облачните периоди на годината, което позволява на потребителите да произвеждат и използват топлина и електричество.
Голям потенциал за икономии
Отоплителните уреди с горивни клетки, използвани с правилния източник на енергия, са не само екологични, но и много икономични, както показва примерно изчисление на компанията Viessmann: Средно горивната клетка Viessmann Vitovalor 300-P генерира около 4000 киловатчаса електроенергия годишно. От тях около 2400 киловатчаса (60 процента) обикновено се използват от самата компания. Операторът спестява около 25 цента на киловатчас. Останалите 1600 киловатчаса (40 процента) се доставят към мрежата срещу такса от пет цента на киловатчас. „Като цяло в нови сгради това би довело до средногодишни икономии на енергия от около 680 евро“, обяснява Клауснер.
Австрия обаче вече е една крачка пред ЕС, тъй като според Флориан Ермакора от Генералната дирекция по енергетика на Европейската комисия в момента в институцията няма стратегия за използването на водорода. Такава следва да се разработи възможно най-скоро – нещо, което Жул Верн е знаел още през 1870 г.