Projekt spotkał się z ciepłym przyjęciem. Ale czy zielony wodór jest rozwiązaniem na dekarbonizację globalnych systemów ciepłowniczych?
Publiczna szkoła średnia Antonio Meucciego w Carpi wygląda zupełnie jak każda inna w Europie: skupisko uczniów z niecierpliwością oczekujących na przerwę na lunch, profesorów osiągających szczyty motywacji i rezygnacji, podczas gdy woźni biegają po korytarzach.
Jednak spomiędzy drzew wyłania się tajemnicza, ogrodzona konstrukcja, ukryta w odległym kącie szkolnego boiska. Dostępny tylko dla wyspecjalizowanych techników, panel na konstrukcji wskazuje na jego przeznaczenie: H2 Wodór.
W budynku tym znajduje się pierwszy kocioł zasilany ekologicznym wodorem, który ogrzewa placówkę edukacyjną UE, i ma on zerowy potencjał emisji.
Jak zatem działa ekologiczny kocioł wodorowy? Czy ta technologia może zrewolucjonizować nasze systemy grzewcze, czyniąc je bardziej zrównoważonymi?
Aby się tego dowiedzieć, TylkoGliwice Green udał się do Carpi, aby porozmawiać z bohaterami projektów i porozmawiać z ekspertami na temat zalet i wad ogrzewania zasilanego wodorem.
Potencjał zielonych kotłów wodorowych
Kocioł na zielony wodór Meucci został zaprojektowany w 2020 roku przez firmę Coopservice, zwycięzcę konkursu organizowanego przez prowincję Modena. Projekt rozpoczął się 20 stycznia 2023 r. i zyskał szerokie uznanie ze względu na przyszłościowe podejście.
Termin zbiegł się z rosnącym zainteresowaniem Unii Europejskiej wodorem. Uruchomienie przez UE Zielonego Nowego Ładu i inwazja Rosji na Ukrainę zainspirowały państwa członkowskie do poszukiwania bardziej zrównoważonych i energooszczędnych alternatyw dla paliw kopalnych.
I wtedy jako potencjalne rozwiązanie pojawił się zielony wodór.
Produkowany ze źródeł odnawialnych zielony wodór nie zanieczyszcza środowiska i ułatwia transport oraz magazynowanie energii. Nowe paliwo jest przedmiotem wielu europejskich programów finansowych transformacji energetycznej, mających na celu obniżenie wysokich kosztów jego produkcji.
Hiszpania i Niemcy należą do najbardziej obiecujących krajów UE pod względem produkcji zielonego wodoru, ale Włochy również odgrywają swoją rolę, rozwijając projekty takie jak kocioł Meucciego.
Jak działają ekologiczne kotły wodorowe?
System ten ogrzewa salę gimnastyczną w szkole średniej dzięki procesowi chemicznemu zwanemu elektrolizą.
„Ekologiczny wodór produkowany jest z energii odnawialnej generowanej przez park fotowoltaiczny (słoneczny), który zbudowaliśmy na dachu siłowni” – wyjaśnia Annalisa Vita, inżynierka odpowiedzialna za projekt.
„Ta energia odnawialna uruchamia elektrolizę, co oznacza, że rozkłada wodę na tlen i wodór. Tlen jest uwalniany do powietrza, podczas gdy wodór jest magazynowany w pojemniku.”
Dzięki możliwości magazynowania wodoru ekologiczny kocioł wodorowy jest bardziej niezawodny niż proste ogrzewanie odnawialne.
„W szare dni same panele słoneczne nie wytwarzają dużo energii. Ale wodór pozwala nam magazynować nadwyżki energii ze słonecznych dni i wykorzystywać ją zimą” – wyjaśnia Vita.
Ta cecha dobrze pasuje do miast północnych Włoch, takich jak Carpi, gdzie zimowe niebo jest często pokryte chmurami i mgłą.
Kocioł napędzany wodorem ma jeszcze jedną zaletę: nie musi powodować żadnych emisji.
„Oczekuje się, że kocioł Meucci wraz z 20 innymi projektami energetycznymi w prowincji Modena zmniejszy emisję CO2 o 717 ton rocznie, co odpowiada emisji CO2 emitowanej przez 700 samochodów rocznie” – mówi Vita.
Ponownie, ten punkt jest szczególnie istotny dla Carpi, położonego w zanieczyszczonej dolinie Padu. Lokalna administracja podczas wizyty w szkole rozszerzyła środki nadzwyczajne w odpowiedzi na alarmujące dane dotyczące jakości powietrza.
Jeśli więc ekologiczny kocioł wodorowy ma tak wiele zalet, dlaczego nie wszystkie nasze domy, fabryki i szkoły są jeszcze ogrzewane przy użyciu tej technologii?
Ograniczenia zielonych kotłów wodorowych
Wprowadzenie zielonego wodoru do systemów grzewczych napotyka przeszkody, przede wszystkim ze względu na jego koszt. Projekt Meucciego umożliwił inwestycję w wysokości 350 000 euro, co stanowi kwotę ilustrującą barierę finansową w powszechnej realizacji podobnych projektów.
Co więcej, europejskie konstrukcje ciepłownicze na wodór muszą przestrzegać rygorystycznych przepisów bezpieczeństwa, które zwykle zmniejszają ich efektywność energetyczną.
„Zaprojektowaliśmy kocioł pod kątem przyszłego wykorzystania 100% wodoru, ale obecnie ze względów bezpieczeństwa pracuje on na 20% wodoru i 80% metanu” – wyjaśnia Vita.
Ten system hybrydowy ogranicza ryzyko związane z palnością wodoru i emisją tlenku azotu podczas spalania, ale także zmniejsza efektywność energetyczną systemu.
Wreszcie, eksperci są mocno podzieleni co do wykorzystania zielonego wodoru w systemach grzewczych.
W 2022 r. Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) przewidywała, że do 2030 r. wodór będzie odgrywał „znikomą rolę” w ogrzewaniu.
W e-mailu wyjaśniającym skierowanym do TylkoGliwice Green Laura Cozzi, dyrektor IEA ds. zrównoważonego rozwoju, technologii i prognoz, potwierdziła rolę wodoru w sektorach, które trudno zdekarbonizować, takich jak stal, cement i petrochemia.
Podkreśliła jednak, że w przypadku ogrzewania budynków mieszkalnych elektryczne pompy ciepła mogą być równie przyjazne dla środowiska, oferując jednocześnie mniejsze rozpraszanie ciepła i koszty operacyjne.
Hamed Aslannejad, adiunkt ds. zrównoważonej energii na Uniwersytecie w Utrechcie podziela podobny pogląd.
„Wodór to dobre rozwiązanie, ale nie na wszystko” – mówi. „W miejscach, które nie wymagają wysokich temperatur, takich jak domy i siłownie, elektryczne pompy ciepła mogą być bardziej energooszczędne i tak zrównoważone, jak ekologiczny wodór.
„Ale w miejscach, w których potrzebne są wyższe temperatury, takich jak fabryki szkła i stali, lepszy jest zielony wodór”.
Podróż zielonego wodoru: zupełnie jak telefon komórkowy?
Pomimo wątpliwości naukowych inicjatywa Carpi dotycząca zielonego wodoru jest uznawana przez społeczność za krok w kierunku zrównoważonego rozwoju.
Oprowadzając nas po parku, dziekan Viviana Valentini i jej uczniowie byli entuzjastycznie nastawieni do możliwości, jakie oferuje szkoła, i nie mogli się doczekać rozwoju projektu.
Choć inżynier Vita jest otwarty na debatę naukową na ten temat, nadal wierzy w potencjał zielonego wodoru.
„Być może wodór nie jest tak energooszczędny jak inne źródła, ale jeśli chcemy znaleźć bardziej ekologiczne rozwiązanie w zakresie budowania zielonej energii przyszłości, potrzebujemy projektów pilotażowych takich jak ten” – mówi.
„Nasz system ogrzewania wodorowego jest jak pierwszy gigantyczny telefon komórkowy. Teraz wydaje się to żałosne, ale wtedy była to ogromna inwestycja na przyszłość”.
