Vodík v plynových spotřebičích: revoluce v energetice i životním prostředí

Ve zkušebně tepelných a ekologických zařízení jsme ponoření do fascinující budoucnosti energetiky, konkrétně do problematiky spalování vodíku v plynových spotřebičích. Oslovili jsme našeho zkušeného kolegu Milana Holomka, který již několik let vede tým testující tuto technologii a ponořili jsme se s ním do tohoto tématu.

Objevte s námi budoucnost spalování vodíku v plynových spotřebičích v reportáži, kterou jsme připravili společně s Cechem topenářů a instalatérů, jehož jsme členem a v jehož aktuální publikaci najdete celý rozhovor včetně seminářů a aktualit z TIC sektoru, resp. ze světa zkušebnictví, inspekce a certifikace.

Interview „o vodíku“

Vodík získává stále větší pozornost jako jedna z perspektivních cest k zajištění udržitelnější energetické budoucnosti. Milan Holomek, vedoucí zkušebny tepelných a ekologických zařízení ze Strojírenského zkušebního ústavu v Brně, se využitím vodíku v energetice již několik let aktivně zabývá a pomůže nám prozkoumat jeho potenciál pro ekologickou a ekonomickou efektivitu.

Jak dlouho se této inovativní technologii věnujete a v čem vidíte její největší význam?

V naší zkušebně se zabýváme tématem více než tři roky a celkově lze říci, že přimíchávání vodíku do směsi určené ke spalování v plynových spotřebičích má potenciál významně přispět k udržitelnější a ekologičtější budoucnosti energetického sektoru a má také potenciál pomoci snížit závislost na fosilních palivech.

Proč vůbec mluvíme o vodíku?

Evropská unie se zavázala v rámci konceptu European Green Deal začít v následujících letech „ozeleňovat“ zemní plyn (G20) přimícháváním vodíku. Následně má dojít k přechodu výhradně na vodík. Ozeleněním je myšleno, že zemní plyn jako fosilní palivo, bude nahrazen vodíkem vyrobeným výhradně z obnovitelných zdrojů – např. z přebytků výroby elektřiny z fotovoltaických případně větrných elektráren.

Jsou nějaké další výhody spalování směsi plynu s vodíkem kromě ekologického aspektu?

Přidání vodíku do plynových směsí může zvýšit energetickou účinnost spalování. Vodík má vyšší hořlavost než jiné plyny, což znamená, že se může lépe využít a dosáhnout většího množství uvolněné energie při nižších emisích. Mezi výhody patří tedy zejména snížení emisí CO2, CO a NOx oproti koncentrovanému zemnímu plynu.

Reagují výrobci spotřebičů na tento podnět?

Výrobci se postupně začínají na tento přechod připravovat a tedy i my jsme připraveni a zkoušky realizujeme. V současné době se uvažuje, že prvním významným milníkem bude koncentrace 20 % vodíku v zemním plynu. Tato úroveň vychází z faktu, že drtivá většina výrobků, která byla konstruovaná na spalování koncentrovaného zemního plynu, velmi dobře snáší právě koncentraci až 20 % vodíku, a to dokonce bez nutnosti dalších konstrukčních úprav spotřebičů.

Jaký je aktuální legislativní rámec v České republice?

V oboru plynových spotřebičů, pokud pominu národní předpisy tzv. Technická Pravidla, která se ale spíše zabývají reálnou instalací plynových spotřebičů, tak Česká republika v podstatě zcela přejímá evropskou legislativu, která se teprve připravuje právě pro praktickou aplikaci využívání směsi vodíku a zemního plynu.

I když se tedy legislativa teprve tvoří, na druhou stranu nám nic nebrání využívat přednostně aplikovatelné požadavky evropských norem, podobně jak jsou využívány pro standardně zavedené plynové kategorie.     

Testujete adaptabilitu plynových spotřebičů na příměs vodíku i ve vaší zkušebně?

Ano, naše zkušebna plynových spotřebičů nabízí zkoušení a certifikaci plynových spotřebičů spalujících zemní plyn s příměsí vodíku kromě standardních plynů a plynných směsí definovaných plynovými kategoriemi dle ČSN EN 437. Variantně můžeme připravit kromě směsi 20 % i jiné směsi s obsahem vodíku v zemním plynu. V případě kotlů nabízíme měření až do výkonu 2 MW. V principu jde o to, že nabízíme ověření dané konstrukce výrobku, zda je plně adaptabilní pro spalování zemního plynu s příměsí vodíku do 20 % ve směsi, a to bez dodatečných úprav spotřebiče. Samozřejmě také vycházíme vstříc v případě jiných specifických požadavků na zkoušky a konstrukci výrobků.

Co konkrétně zkoušíte?

Během zkoušek ověřujeme ovlivnění příkonu (vlivem nižší výhřevnosti), provádíme zkoušku zapálení, šíření a stability plamene (nemělo by dojít k pulzaci, zpětnému hoření, ulétnutí plamene jak při teplém tak při studeném stavu). Zkoušku bezpečnostních stavů (blokování odvodu spalin a přívodu spalovacího vzduchu), prověřujeme bezpečnostní časy (pro zapálení a uhasnutí), děláme speciální zkoušku odolnosti konstrukce hořáku vlivem záměrného zapálení a hoření plamene na trysce hořáku, měříme emise (CO2, O2, CO a NOx) a další.

Co je výstupem vašich zkoušek?

Základem jsou vždy protokoly o zkouškách, které mohou být následovány dalšími výstupními dokumenty jako jsou protokoly o hodnocení, závěrečné protokoly a případně certifikáty či osvědčení.

Díky absenci legislativy, jak již bylo zmíněno, má stávající certifikace více komerční charakter. Výrobce certifikací deklaruje, že se tímto moderním trendem zabývá a myslí na budoucí potřeby trhu a požadavky svých zákazníků. Naše certifikace se opírá o konkrétní zkoušky a zjištění, která přináší důkazy o určité míře záruky bezproblémového chování takto certifikovaných výrobků.   

Uživatelé spotřebičů však nesmí zapomínat na pravidelné servisní prohlídky. Certifikát nezaručuje bezpečnost po celou dobu životnosti výrobku.

Zaznamenáváte i jiné novinky z oblasti tepelné techniky, které do budoucna ovlivní energetiku domácností?

Sledujeme mnoho vývojových cest. Na našich zkušebnách provádíme i neakreditované testy v rámci vývojových zkoušek některých výrobců, které ale z pochopitelných důvodů nemohu prozradit. Pokračuje boom v oblasti tepelných čerpadel, kde se neustále zvyšuje jejich efektivita, snižují hlukové emise a přicházejí nová chladiva (po R32 je to nyní R290, obecně známější jako propan). Nadále přetrvává snaha o výrobu zařízení, která sníží svůj ekologický dopad i po skončení své životnosti. Pokračuje trend lokálních zdrojů na pelety či dřevo, především kamen, krbů a v některých regionech i sporáků. V popředí velkého zájmu jsou také kotle na biomasu, které díky statusu biomasy jako obnovitelného zdroje velmi dobře zapadají do energetického mixu zdrojů vytápění a přípravy TUV.

Co dokážete výrobcům tepelné techniky ještě nabídnout?

Nabízíme komplexnost – umíme výrobek vyzkoušet po stránce elektrické bezpečnosti, emisí hluku, tlakové bezpečnosti i samotného výkonu. Výrobci nemusí své výrobky vozit po více místech, u nás najdou kompletní servis. Naši odborníci je pečlivě provedou celým procesem certifikace výrobků.

Rozhovor byl zveřejněn v publikaci Cechu topenářů a instalatérů. Více na https://cechtop.cz