Científicos de Hamburgo han publicado un estudio sobre el uso de hidrógeno para calentar viviendas particulares. La conclusión es clara.
Hamburgo: el hidrógeno se comercializa como el portador de energía del futuro, también y sobre todo en los motores de automóviles. Investigadores alemanes ya han desarrollado un coche de hidrógenoque tiene una autonomía de hasta 1000 km. Pero aunque la alternativa verde de las energías renovables está teóricamente disponible en cantidades casi ilimitadas, La generación de hidrógeno sigue siendo compleja y costosa.
Un equipo de investigación de Hamburgo ha investigado ahora por primera vez si la combustión de hidrógeno también podría ser una alternativa futura para calentar hogares privados. El autor del estudio, el Dr. frente a Félix Doucet kreiszeitung.de de ABIERTO MEDIOS.
¿Hidrógeno o bomba de calor? El estudio demuestra: qué es más eficiente a la hora de calentar la casa
mundo de Centro de Competencia de Energías Renovables y Eficiencia Energética (CC4E) de HAW Hamburgo Como parte del proyecto conjunto “The Real North German Laboratory”, él y su equipo compararon la energía necesaria para calentar una vivienda unifamiliar no renovable con hidrógeno verde con la de una bomba de calor moderna. Se ha supuesto un requerimiento anual de 40 000 kilovatios-hora para suministrar calor a la casa.
¿Cómo funciona una bomba de calor?
Una bomba de calor utiliza el calor del aire circundante, del suelo o del agua subterránea. Consiste en un sistema de circuito cerrado que contiene refrigerante y funciona de manera similar a un refrigerador.
El refrigerante se evapora en un evaporador a una temperatura más baja, donde absorbe calor del ambiente (aire, suelo o agua). El refrigerante de vapor luego se lleva a una temperatura y presión más altas mediante un compresor y se vuelve a licuar, liberando el calor absorbido de regreso al sistema de calefacción.
Se requiere electricidad para su funcionamiento, pero no se usa para calentar directamente. Como resultado, se genera mucha más energía térmica que la energía eléctrica utilizada.
La eficiencia de una bomba de calor se mide por lo que se llama un coeficiente de rendimiento (COP), que indica la relación entre el calor liberado y la energía eléctrica utilizada. Una bomba de calor COP 4 bombea cuatro unidades de calor por cada unidad de energía eléctrica utilizada.
Hidrógeno en el sector de la construcción: Bombas de calor significativamente más eficientes
El resultado: “La electricidad requerida para producir hidrógeno verde es mucho mayor que el calor que se proporciona”, dice Doucette, quien dirigió el estudio. La investigación, como parte de una serie de estudios titulada “Potencial, límites y prioridades. Hidrógeno verde para la transición energética”, demostró: se requieren 67.000 kilovatios-hora de electricidad para generar la cantidad de hidrógeno verde necesaria para la calefacción.
La bomba de calor es prácticamente imbatible en términos de balance energético.
En comparación, una bomba de calor moderna solo necesitaría 12 000 kWh para proporcionar calor. “Esto significa que la bomba de calor es prácticamente imbatible en términos de balance energético”, explica el científico de Hamburgo de CC4E. “Porque significa que el 70 por ciento de la energía térmica se obtiene del calor ambiental”, dice Doucet. Un principio que también utiliza una discoteca: La discoteca se calienta con el calor corporal de sus visitantes.
¿Qué es el hidrógeno verde?
El hidrógeno es producido por la electrólisis del agua. El proceso requerido para obtener hidrógeno puro requiere mucha energía. ¿Se apagará la energía requerida para la electrólisis? Energía renovable como Energía eólica O energía solar, el hidrógeno obtenido se llama verde.
El hidrógeno verde es la única forma respetuosa con el medio ambiente y climáticamente neutra de producir hidrógeno. Porque para generarla se utiliza electricidad procedente de energías renovables. El hidrógeno verde no contiene dióxido de carbono. Otras variantes son: hidrógeno negro o marrón, hidrógeno gris, hidrógeno azul e hidrógeno turquesa.
Un proceso común de producción de hidrógeno de alto consumo energético
Por el contrario, el proceso común para la obtención de hidrógeno, la electrólisis, es un proceso intensivo en energía. Durante la electrólisis, el electrolito se suministra al agua mediante dos electrodos (ánodo y cátodo). El hidrógeno se escapa en forma gaseosa por el lado del cátodo, mientras que el oxígeno se produce por el lado del ánodo.
El calentamiento por hidrógeno no es una opción competitiva.
El estudio demuestra: el hidrógeno verde como una solución de calefacción descentralizada antieconómica
Una comparación directa mostró que se necesita de cinco a seis veces más electricidad para producir hidrógeno para calefacción a fin de cubrir los mismos requisitos de calor. “Por razones de eficiencia, el uso de hidrógeno para calentar viviendas particulares no es una opción competitiva, ya que se necesitaría energía eléctrica verde para la electrólisis frente a las bombas de calor”, resume Felix Doucet.
Hidrógeno verde para alimentación central en redes de calefacción
Incluso si la combustión de hidrógeno para la generación de calor descentralizada en casas particulares es el claro perdedor en la comparación de costos con las bombas de calor. el El desarrollo del hidrógeno verde está progresando Y el calor residual del electrolizador y las celdas de combustible, que se necesita en otros lugares para producir hidrógeno verde, sin duda podría ser una “gran adición”: alimentar las redes de calefacción”, dice Doucette:
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“De esta forma, la bomba de calor puede funcionar cuando hay una gran oferta de energías renovables y, por tanto, cuando los precios de la electricidad son bajos, y cuando los precios de la electricidad son altos, se puede generar electricidad y calor a partir de un solo combustible, por ejemplo, hidrógeno verde. , con generación combinada de calor y electricidad”.
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El hidrógeno como portador de energía: tres estudios más poco antes de la publicación
Por ello, los investigadores continúan sus investigaciones sobre las aplicaciones del hidrógeno en diferentes campos. En el verano se publicarán tres estudios más de la serie. Está dedicado al uso del hidrógeno para la movilidad, las posibilidades de producción de hidrógeno y su aplicación en la industria, donde el hidrógeno verde “prácticamente no tiene alternativa” por la falta de otras opciones respetuosas con el clima, según el científico afincado en Hamburgo. .
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