Přimíchávání vodíku k zemnímu plynu funguje
Vesnice Schopsdorf je nenápadná malá obec ve spolkové zemi Sasko-Anhaltsko nedaleko Magdeburgu. Do historie plynárenství se ale už teď zapsala tučným písmem. V obci přimíchávali tři roky k zemnímu plynu vodík. Teď byly zveřejněny výsledky. Ukázalo se, že do 20% příměsi vodíku fungovalo všechno bezchybně. Přimíchávání vodíku k zemnímu plynu je potvrzená cesta ke snížení emisní stopy celého plynárenství.
Projekt vedl Německý plynárenský a vodárenský svaz (DVGW). Pro přimíchávání vodíku si DVGW vybral modelový region Fläming a na ověření použitelnosti příměsi spolupracoval s místním distributorem plynu, společností Avacon.
Projekt s názvem H2-20 si vybral ve Flämingu místní plynovodní síť zásobující sedm obcí a mezi nimi právě i Schopsdorf, kde na místní regulační stanici postavili směšovací zařízení k výrobě plynové směsi určené do distribuce.
Spotřebiče směs zvládnou
Projekt začal v topné sezóně 2021/2022. Vodík se tady přimíchával k zemnímu plynu postupně. Během čtyř týdnů se zvyšoval jeho podíl v síti nejdříve na 5 a 10 %, a později na 15 a konečných 20 %. V každé fázi výzkumníci pečlivě vyhodnocovali chování spotřebičů i plynovodní sítě. Kromě jednoznačného poklesu emisí oxidů dusíku a oxidu uhličitého ve spalinách (až o 7 %) se prokázalo, že spotřebiče si s plynovou směsí poradí.
„Celkem se jednalo o více než tři stovky odběrných míst, kde se provozuje přes 350 plynových spotřebičů. Spektrum spotřebičů bylo pestré. Vyrobeny byly v letech 1996-2020. Výsledky ukázaly, že všechny spotřebiče pracovaly bezpečně a spolehlivě,“ říká František Humhal, specialista technického asset managementu GasNet.
Zdroj: Avacon
Ve druhé topné sezóně 2022/23 se dokonce zkoumalo přimíchávání s kolísáním množství vodíku v síti. Znamenalo to, že hladina vodíku v síti nepředvídatelně klesala a rostla v rozmezí od 0 až do 20 % vodíku. Jak prokázaly namátkové vzorky, ani tyhle dynamické změny nevedly ke stavům, které by ovlivnily bezpečný provoz spotřebičů.
Ve zkoumaném vzorku bylo 14 plynových sporáků a ohřívačů, 84 topidel a průtokových ohřívačů vody a 254 kondenzačních kotlů a spotřebičů s vysokou výhřevností včetně jedné kogenerační jednotky. Domovní rozvody byly nejčastěji v mědi, výrazně méně bylo případů domovních rozvodů z pozinkované oceli.
Výsledky testování potvrdily řadu předpokladů a po řádném vyhodnocení budou podkladem pro vývoj aktuální technické legislativy v rámci DVGW. „Jedním z potvrzených předpokladů bylo, že správně provedená plynová instalace se spotřebiči v řádném technickém stavu umožňuje bezpečný provoz s až 20 % vodíku v zemním plynu. V tomhle smyslu se podle mých informací změní německé technické pravidlo o kvalitě plynu G260 – Gasbeschafenheit,“ vysvětluje František Humhal, a dodává, že výsledky potvrdily taky připravenost plynovodních přípojek, plynovodů, armatur, regulátorů tlaku plynu a plynoměrů.
Plynovody a plynárenská zařízení
Plynovodní síť v oblasti postavili v roce 1994 a byla vybrána proto, že představuje reprezentativní soustavu distributora. Vybraná německá síť odpovídá technickým standardům i v České republice. Tvoří ji jak ocel, tak plasty.
„Místní síť se skládá asi ze 44 km plastového potrubí a zhruba 1 km ocelového potrubí. Pro plastové trubky byly použity materiály PE 80, PE 100 a PE 100-RC, které jsou použitelné i pro distribuci 100% čistého vodíku,“ vysvětluje František Humhal.
Během projektu zůstaly na svých místech standardní plynoměry. Přes 80 % z nich tvořila klasická membránová měřidla kategorie G4. Distributor pro všechny zapojené vesnice stanovil samostatnou zónu kvality pro určení denní hodnoty spalného tepla. Výhřevnost plynové směsi měřil chromatograf zapojený na vstupu plynové směsi do uzavřené soustavy.
Směšovač vyrostl v blízkosti regulační stanice Schopsdorf. Vodík se v místě nevyráběl, ale přivážel se v zásobníku na přívěsu. Šlo o zásobník stlačeného vodíku o tlaku 200 barů. Součástí sestavy pro vtláčení byl i zmiňovaný chromatograf. Plyn se odorizoval standardně jako u čistého zemního plynu.
Německý projekt ukázal, že přidávat vodík k zemnímu plynu v množství do 20 % je reálně možné. Není potřeba jakýchkoliv technických úprav spotřebičů. Integrací vodíku do současné plynovodní sítě je možné rychle začít snižovat emisní stopu celého plynárenství. Už při 20% směsi zaznamenali výzkumníci DVGW pokles emisí oxidu uhličitého ve spalinách o 7 %.
Mohlo by vás zajímat:
priznam sa, nerozumiem vete, ze pri 20% vodiku, klesol CO2 o 7% ?
To akoze aj spalovanim vodiku vznika CO2 ?
Mozno niekto viete vysvetlit.
Zřejmě tím myslí % objemová.
CH4+2O2=CO2+2H2O
každý mol plynu za normálních podmínek má objem 22,4 l.
Spalování metanu tedy vznikne 44,8 l vodní páry a 22,4 l CO2. Celkem 67,2 l spalin.
CO2 je z toho 22,4/67,2=0,333
Když je tam 20% vodíku, je tam také o 20% méně metanu.
20*0,333=6,7% úspory CO2
Nijak nezpochybňuji, že by to tak počítali. Ale je to pak dost divný výpočet. Nebere v úvahu rozdílné spalné teplo, vodní páru bere jako plyn (což u kondenzačním spotřebičů nebude pravda) atd.
Docela by mě zajímalo, jak se dosahuje toho, aby se jednotlivé plyny navzájem od sebe gravitačně neseparovaly. Pokud smíchám vodík se vzduchem, tak se celkem rychle jednotlivé plyny oddělí a vodík "vyplave" nahoru pod strop dané nádoby. To u směsi vodík + zemní plyn neplatí?
U trvalého odběru by se to zřejmě stále míchalo, ale odběr plynu není kontinuální. A ve vertikálních trubkách by se přece mělo v klidovém stavu od sebe odseparovat.
Jak se vytvoří směs tak už se už neseparuje. V pivu taky lehčí alkohol nesedí u hladiny.
Ale neplatí to obecně. Třeba olej na hladinu vyplave. Když se těží ropa, tak je to směs ropy s vodou. Na povrchu se to v nádrži nechá gravitačně rozdělit. Záleží na tom, jak dané látky tvoří směs.
Jsou třeba jeskyně se zvýšeným obsahem CO2. A pes tam chcípne, protože dýchá dole u země. Člověk ale přežije, protože má hlavu výš.
Tyto pokusy jiz probehly ve stupackach vzorovych vyskovych budov. Bylo potvrzeno ze nedochazi k separaci ani v delsim casovem horizontu.
Díky.
Došel jsem sice trochu složitějším výpočtem ke stejnému číslu. CO2 se ale počítá normálně na hmotnost. Tam by to mělo být jednoduše -20% vždycky. Uberu 20% CH4, vznikne o 20% menší množství CO2.
Jelikož vzorec metanu je CH4 (12 g uhlíku na 4 g vodíku=16 g), tak když uberete 20% (20 g/100) CH4, uberete 15 g uhlíku a 5 g vodíku.
To znamená, když uberete 20% metanu, uberete 15% uhlíku a posléze po spálení také 15% hmotnostních CO2.
ehm .. takto dopadne vytrhavanie z kontextu, alebo nepochopenie citaneho textu ..
..poklesu emisí oxidů dusíku a oxidu uhličitého ve spalinách..
preto nie je mozne len pocitat, ze ked kedy vymenim 20%CH4 za 20%H2 tak mam usetrene emisie, ale je potrebne vziat do uvahy aj potrebu navysenia spotreby danej zmesi o cca 15% (lebo nizsia objemova energeticka hodnota) co sposobi v konecnom dosledku vyrazne nizsiu hodnotu usetrenych ako emisii, tak aj samotneho CH4 nez je tych 20%
Ono funguje spousta věcí. Nerealizují se často proto, že se jedná o ekonomický nesmysl.
Nebo se realizují, pokud do soukolí někdo nalévá další peníze. Ale v takovém případě se jedná o řešení, které není trvale udržitelné.
pekne PR, takych bude asi coraz viac ..
1) dobre vybrana lokalita ..Místní síť se skládá asi ze 44 km plastového potrubí a zhruba 1 km ocelového potrubí... - tu by ma zaujimalo, ci/kedy budu testovat zmenene vlastnosti toho oceloveho potrubia
2) dobre vybrate "spotrebice" .. ...Ve zkoumaném vzorku bylo 14 plynových sporáků a ohřívačů, 84 topidel a průtokových ohřívačů vody a 254 kondenzačních kotlů a spotřebičů s vysokou výhřevností včetně jedné kogenerační jednotky... .. beznemu spalovaniu (sporaky/kotle) to vadi asi najmenej .. len k tej kogeneracnej jednotke neuviedli ziadny udaj (plynove turbiny uz su dost citlive na pomer H2, teda asi toto bol iny pripad)
3) zamlcana info, ze pri primiesavani H2 az 20% objemu sa zvysi spotreba pri kureni o cca 15% (lebo tych 20% H2 doda len cca 7% tepla oproti standardnemu plyn..)
4) zamlcana info, ze je mnozstvo instalacii a zariadeni, kde taketo pomery nie su mozne - aktualne normy povoluju maximalne do 5% primiesavania H2 (niektore systemy dokonca len do 1%), pri upravach systemov je to mozne niekedy realizovat az do urovne 15% .. vsetko nad je uz mimo akekolvek aktualne podmienky a nikto si to nevezme na zodpovednost (nie to este nejake zaruky) ..
Připomeňme si, že o 50 let nazpět tím ocelovým potrubím “tekl” svítiplyn, ve kterém bylo až 50 % vodíku.
Hlavne toto se samozrejme uz dlouhodobe zkouma. S vyjimkou vysokotlakych plynovodu a pouziti vysoce legovanych oceli nema primichavani vodiku zadny vliv na bezme materialy domovnich i prumyslovych plynovodu. Koksarensky plyn s 60 % vodiku se taky posila obyc trubkama.
Přesně tohle mě napadlo taky! Nejsem už nejmladší a někdy v průběhu 70. let nám v Brně přepojili svítiplyn na zemní plyn. Bylo potřeba seřídit spotřebiče (protože svítiplyn má objemově nižší výhřevnost) a to bylo celé. Tenkrát byly městské plynárny, takže jediné, co není otestované jsou VTL a VVTL plynovody. Tam může být problém s vodíkovým křehnutím. Ve svítiplynu byl tenkrát i jedovatý oxid uhelnatý (známý z písně Lucie Bílé: "plyn už syčí z trouby ven, možná tím budeš otráven... na zemní ještě nebyl přepojen"), bez toho se snad nyní obejdeme. ;-)
tak ako uz bolo spominane:
1) otazne je materialove zlozenie tych "ocelovych" trubek predtym a teraz (nemam pocit, ze by sa v minulosti pouzivala vysokopevnostna ocel na rozvody svietiplynu)
2) tlakove pomery v rozvodoch predtym a teraz
a je potrebne pripomenut, ze v minulosti to bolo len pre bezne spalovanie - horaky v sporakoch ci svietiplynove lampy
MEXi to je tím že voda se na rozdíl od vodíku s metanem s ropou se nemíchá. V psí jeskyni kysličník uhličitý vyvěrá že země proto ho je dole hodně a ve výšce kde dýcháš je už hodně naředěný.
Je tu jeden z mnoha problémů. Výhřevnost směsi bude menší a tedy nebude dodržena technologická kázeň. Celá technologie na vodík pracuje s koeficientem 4:1 , aby nakonec byla směs méně výhřevná, tedy větší spotřeba a ještě více peněz při pofidérním výsledku...
Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
Přihlásit se