Kompleksowa wydajność w budynkach miejskich: Porównanie przyszłościowego potencjału sieci ciepłowniczych i wodorowych źródeł ciepła

Ponieważ urbanizacja na całym świecie nasila się, efektywne ogrzewanie budynków naszych miast, które odpowiadają za 28% wszystkich globalnych emisji CO2 związanych z energią, jest kluczowym zadaniem. To rodzi pytanie:: Jakie są najbardziej odporne, energooszczędne i przyjazne dla klimatu systemy ogrzewania? Wodór jest pozycjonowany jako przyszłościowy nośnik energii zdolny do dekarbonizacji miejskich systemów energetycznych. Artykuł ten argumentuje jednak, że pomimo potencjału wodoru do dostarczania czystego ciepła, istnieją poważne wady związane z efektywnością - i że w ostatecznym rozrachunku sieć ciepłownicza jest znacznie bardziej wydajna i ma znacznie mniejszy ślad środowiskowy zarówno w perspektywie krótko-, jak i długoterminowej.

Infrastruktura, wydajność i odporność: Dlaczego porównujemy wodorowe źródła ciepła z niskotemperaturowymi sieciami ciepłowniczymi?

Dekarbonizację można osiągnąć na wiele sposobów. Jednak różne podejścia mają różne koszty, wpływ na środowisko i wpływ na efektywność energetyczną - parametry, które są wewnętrznie powiązane w zastosowanym systemie dostaw. Innymi słowy, im wyższa wydajność systemu, tym niższe koszty eksploatacji, mniejszy wpływ na środowisko i zapotrzebowanie na energię pierwotną. Kluczem do osiągnięcia wysokiej efektywności energetycznej jest zminimalizowanie liczby procesów konwersji energii zachodzących w systemie oraz dostosowanie dostarczanej energii do wymaganej jakości energii. Jest to szczególnie ważne, biorąc pod uwagę zapotrzebowanie na ogrzewanie budynku, które nie wymaga wysokiej jakości energii.

Rada Wodoru, organizacja lobbingowa dla dużych producentów ropy naftowej i gazu, promuje wodór jako rentowny i opłacalny sposób dekarbonizacji dostaw ciepła w budynkach obecnie ogrzewanych gazem ziemnym -poprzez przekształcanie istniejącej infrastruktury gazu ziemnego, a nie budowanie nowej.

Chociaż koncepcja przekształcania sieci gazu ziemnego jest rzeczywiście atrakcyjna, badania wykazały, że większość elementów istniejących sieci gazu ziemnego nie jest w stanie poradzić sobie z dużym stężeniem wodoru w dostawach gazu. W rzeczywistości maksymalna dopuszczalna mieszanka wodoru w dostawach gazu w 2020 roku wynosiła we Francji zaledwie 6%. Ze względu na tę niekompatybilność konieczna byłaby kompleksowa renowacja istniejącej infrastruktury gazowej - od linii przesyłowych po instalacje gazowe użytkowników końcowych - aby umożliwić powszechne wdrożenie wodoru.

Alternatywą dla wodorowego ogrzewania w obszarach miejskich może być nowoczesne, niskotemperaturowe ciepłownictwo - infrastruktura zaprojektowana do rozprowadzania centralnie wytwarzanego ciepła do jednej lub kilku lokalizacji za pośrednictwem sieci rurociągów.

W tym artykule porównujemy niebieski i zielony wodór z ciepłownictwem w odniesieniu do zapotrzebowania na ciepło w budynkach na podstawie dwóch kluczowych parametrów: intensywności energetycznej i potencjału globalnego ocieplenia (GWP). Branża wodorowa promuje niebieski wodór jako wodór przejściowy - dlatego w tym artykule niebieskie sieci ciepłownicze (oparte na gazie ziemnym) są uznawane za alternatywę przejściową. To kompleksowe porównanie łańcucha energetycznego dwóch różnych rodzajów nośników energii podkreśla duże nieefektywności związane z produkcją wysokiej jakości nośnika energii, wodoru, dla niskiego zapotrzebowania na energię. Ponieważ oba rozwiązania mają na celu zaspokojenie podstawowej potrzeby, jaką jest zapewnienie dostaw ciepła do budynków - a oba wymagają budowy rozległej infrastruktury - należy wziąć pod uwagę długoterminowy efekt blokady. Oznacza to, że szczególnie ważne jest priorytetyzowanie efektywności energetycznej, aby zminimalizować zarówno ślad środowiskowy, jak i koszty wdrożenia przyszłych systemów energii odnawialnej.