Dacă sectorul de producere a energiei electrice face pași rapizi spre decarbonare, identificarea și adoptarea la scară largă a unor soluții sustenabile pentru încălzire rămâne o provocare. În prezent, gazele naturale joacă un rol important atât în Europa, cât și la nivel național pentru încălzirea locuințelor. În ce măsură va putea acest combustibil fi înlocuit pe termen mediu și lung și, mai ales, cum? Gazele naturale încearcă să își păstreze cât mai mult timp locul pe piață, iar una dintre soluțiile avansate este amestecul acestora cu hidrogen.
NOTĂ: Acest articol a fost publicat în primul număr al revistei Energy Magazine, din luna iunie. Descoperă subiectele publicate în cel de-al doilea număr al revistei, disponibil la punctele de difuzare a presei (ex: rețeaua Inmedio) din țară.
Cercetarea în acest domeniu are un rol crucial. România a testat încălzirea sustenabilă a locuințelor pe baza unui amestec de gaze naturale și hidrogen. Energy Magazine vă prezintă sumarul acestui proiect ambițios, cât și rezultatele. Are hidrogenul un viitor în acest domeniu?
În premieră în România, compania Delgaz Grid, parte a Grupului german E.ON, ce operează o reţea de gaze naturale de 25.800 km în 20 de judeţe din partea de Nord şi de Vest a României, și-a asumat realizarea primului proiect care a avut ca obiectiv testarea încălzirii sustenabile a locuințelor pe baza unui amestec de gaze naturale (80%) și hidrogen (20%). Proiectul 20HyGrid s-a desfășurat în perioada noiembrie 2022-noiembrie 2023.
În etapa 1, echipa de specialiști a companiei a testat majoritatea tipurilor de aparate existente, timp de mai multe săptămâni, într-un mediu controlat la Centrul de Instruire Profesională al companiei de la Mediaș. Au fost testate centrale termice, în prezența reprezentanților a șase producători (parteneri ai proiectului, care acoperă aproximativ 80% din piața din România), aragaze, convectoare, aparate de preparat apă caldă, arzătoare din sobe de gătit, încălzit etc.
Au fost testate atât centrale termice existente, modele mai vechi, fără condensare, instalate înainte de 2015, precum și centrale în condensare, instalate în special după 2015, respectiv aparate de generație nouă, care sunt deja pregătite pentru amestecul de gaze naturale cu 20% din volum hidrogen. Rezultatele au fost conform așteptărilor, toate aparatele funcționând fără nicio problemă, au transmis reprezentanții Delgaz Grid.
Locuințe din Sibiu și Mureș, folosite pentru testare
În cea de-a doua etapă a proiectului, prima fază, după efectuarea verificărilor la instalațiile interioare de utilizare, a fost testată funcționarea la acest amestec a instalațiilor și aparatelor de utilizare în peste 100 de case ale clienților din localitățile Dârlos, jud. Sibiu, și Gornești, jud. Mureș. După încheierea testelor cu amestec, instalațiile/aparatele de utilizare au fost retestate cu gaze naturale pentru a demonstra că, la revenirea pe gaze naturale, aparatele funcționează corespunzător, respectiv faptul că testarea cu amestecul de gaze naturale și 20% hidrogen nu le-a afectat funcționarea.
„Proiectul nostru pune România pe harta țărilor care fac pași concreți în utilizarea hidrogenului drept combustibil pentru un viitor sustenabil în domeniile încălzirii, transportului și pentru industrie. Dârlosul și Gorneștiul vor rămâne în istoria energeticii ca primele localități din România unde s-a testat utilizarea hidrogenului în amestec cu gaze naturale”, a declarat, la acel moment, Cristian Secoşan, Director General al Delgaz Grid.
În faza a doua, amestecul a fost injectat direct în rețeaua de distribuție (conducte și branșamente din polietilenă și oțel), dar și pe instalațiile/aparatele de utilizare ale clienților, testate anterior.
În faza a treia, Delgaz Grid și Universitatea Tehnică de Construcții București au testat în laboratorul de încercare sisteme și echipamente termice (INSIST), acreditat RENAR, funcționarea a șase modele de centrale termice în condensare, de la producători diferiți, cu amestecuri de 30% și 35% din volum hidrogen în gazele naturale.
Concluziile cercetării
Rezultatele testelor efectuate la Dârlos unde rețeaua de distribuție este din polietilenă, și la Gornești, cu rețea de distribuție de oțel, corelate cu cele din poligonul Delgaz Grid de la Mediaș, respectiv din laboratorul Universității Tehnice de Construcții București, demonstrează că hidrogenul, în amestec de 20% și chiar mai mult, poate fi folosit în deplină siguranță ca soluție pe termen mediu și lung pentru decarbonizarea parțială a încălzirii imobilelor din România, fără să fie necesare modificări ale rețelelor și instalațiilor/aparatelor de utilizare ale clienților, au precizat reprezentanții companiei Delgaz Grid.
Potrivit acestora, principalele componente ale rețelei existente de distribuție a gazelor naturale sunt într-o mare măsură pregătite pentru hidrogen, în special cele din material tubular polietilenă. Pentru rețelele din oțel sunt necesare analize și teste referitor la conversia acestora spre rețele pregătite pentru hidrogen („hydrogen ready”).
Totodată, concentrația componentelor relevante ale gazelor de ardere, monoxid de carbon și oxid de azot, a scăzut semnificativ în comparație cu cea înregistrată pentru 100% gaze naturale. În cazul centralelor termice în condensare, concentrația de monoxid de carbon a scăzut cu valori cuprinse între 23-52%, respectiv cu valori cuprinse între 30-50% pentru concentrația oxizilor de azot. Acestea au fost valori medii pentru toate centralele termice în condensare testate, la debite minime și maxime. În cazul centralelor termice clasice, fără condensare, valorile de reducere a noxelor sunt mai mici, având în vedere tehnologia de fabricație mai veche.
Aparatele testate, peste 260 ca număr – centrale termice în condensare și convenționale, convectoare, aparate de preparare a apei calde (APAC), aragaze, arzătoare din sobe de încălzit și gătit – au funcționat corespunzător, fără diferențe relevante din punct de vedere tehnic față de comportamentul în cazul utilizării gazelor naturale în ceea ce privește stabilitatea, zgomotul etc. S-au testat mai multe modele de centralele termice în condensare (de la producători diferiți), care au funcționat fără probleme chiar și cu amestec de gaze naturale și volume mai mari de hidrogen în gaze naturale, respectiv 30 și 35%.
Toate arzătoarele atmosferice s-au comportat în mod similar la arderea cu gaze naturale și cu amestec, fără diferențe de aspect, stabilitate, uniformitate a flăcării, zgomot etc. și fără probleme tehnice de funcționare atât la debit minim, cât și maxim, ne-a explicat compania.
Concluziile proiectului „20HyGrid” au fost puse la dispoziția instituțiilor abilitate și a altor părți interesate din România şi vor contribui la elaborarea de reglementări tehnice în domeniul utilizării hidrogenului pe scară largă în România.
Perspective pentru gazele verzi
Ca pași următori, Delgaz Grid are mai multe direcții de acțiune în domeniul gazelor verzi – hidrogen, biometan etc.
„Dorim să extindem testele cu amestec de gaze naturale și 20% hidrogen și pentru clienții non-casnici, respectiv să testăm funcționarea rețelelor și aparatelor cu creșterea ponderii hidrogenului în amestec la 30%, atât pentru clienții casnici, cât și pentru cei non-casnici. Totodată vrem să testăm aceste amestecuri pe o perioadă mai lungă de timp, 6-12 luni, să vedem cum se comportă rețelele, instalațiile și aparatele la <<testul timpului>>”, au arătat reprezentanții Delgaz Grid, pentru Energy Magazine.
Injecția de biometan în rețele de distribuție și instalații/aparate de utilizare, conversia rețelelor actuale în rețele „H2 ready” (ordin ANRE 63/2023), respectiv construirea de noi rețele „H2 ready”, în viitorul apropiat sunt alte direcții pe care compania le urmărește.
Pe de altă parte, compania este interesată să analizeze și potențialul de implementare a altor soluții de decarbonare. De exemplu, pompe de căldură pe gaze naturale/amestecuri de gaze naturale și hidrogen/hidrogen, analiză soluții locale de încălzire, în funcție de specificul zonei/sursei de energie, pile de combustie, captarea, stocarea și utilizarea dioxidului de carbon etc., ne-au precizat reprezentanții Delgaz Grid.
România, potențial de a fi hub regional de hidrogen/biometan
„Pentru a putea derula proiecte pilot și implementa aceste soluții, este importantă dezvoltarea legislației în domeniu și împreună cu autoritățile și ceilalți jucători din piață, să acționăm pentru a valorifica potențialul uriaș și toate avantajele specifice pe care le are România pentru a deveni un hub de hidrogen/biometan la nivel regional, un jucător relevant pe piață, întrunind condițiile pe tot lanțul valoric al noului vector energetic”, au subliniat reprezentanții companiei.
De asemenea, sunt necesare programe de finanțare și scheme de sprijin pentru conversia rețelelor actuale de distribuție a gazelor naturale la rețele „hydrogen ready” și construcția, în viitorul apropiat numai de rețele „hydrogen ready”, respectiv pentru injecția de hidrogen, biometan în rețele de distribuție și instalațiile/aparatele de utilizare ale clienților.
Totodată, aceste programe de finanțare și scheme de sprijin sunt necesare pentru crearea unei piețe a gazelor verzi – cererea și oferta, respectiv producția și consumul acestor gaze verzi.
„Pentru a putea derula proiecte pilot și implementa aceste soluții, este importantă dezvoltarea legislației în domeniu și împreună cu autoritățile și ceilalți jucători din piață, să acționăm pentru a valorifica potențialul uriaș și toate avantajele specifice pe care le are România pentru a deveni un hub de hidrogen/biometan la nivel regional, un jucător relevant pe piață, întrunind condițiile pe tot lanțul valoric al noului vector energetic”.
Punctele slabe ale utilizării hidrogenului în sectorul rezidențial
Stategia Națională a Hidrogenului publicată în 2023 de Ministerul Energiei ca draft cuprinde o analiză SWOT a utilizării hidrogenului în sectorul încălzirii rezidențiale. Ca punct forte este menționat faptul că rețeaua de gaze naturale este în proces de extindere, astfel că există posibilitatea construcției unor rețele deja adaptate folosirii amestecului de gaze naturale cu hidrogen regenerabil.
De cealaltă parte, pentru încălzirea rezidențială, prețul hidrogenului se poate dovedi foarte ridicat, în special în comparație cu cel al gazelor naturale pe termen scurt și mediu, respectiv în comparație cu pompele de căldură pe termen lung. Totodată, reducerea emisiilor de CO2 este semnificativ mai redusă comparativ cu alte utilizări ale hidrogenului, precum cele din sectorul industrial sau sectorul transporturilor, se mai arată în documentul menționat.
(ILUSTRAȚIE: Teste amestec hidrogen in reteaua de gaze naturale, prin proiectul 20HyGrid – sursa foto: Delgaz Grid)
