Συμπαραγωγή με υδρογόνο: τι είναι, πώς λειτουργεί και ποια είναι τα οφέλη για τις επιχειρήσεις

Η συμπαραγωγή με υδρογόνο είναι η συνδυασμένη παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας σε μια εγκατάσταση που τροφοδοτείται εξ ολοκλήρου ή εν μέρει με υδρογόνο. Χάρη στις δυνατότητές του ως καυσίμου χωρίς CO₂ και στη δυνατότητα αποθήκευσής του, το υδρογόνο αναμένεται να διαδραματίσει πρωταγωνιστικό ρόλο στην ενεργειακή μετάβαση. Όταν εφαρμόζεται σε μια δοκιμασμένη τεχνολογία όπως η συμπαραγωγή, επιτρέπει την παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς εκπομπές άνθρακα.

Για τις επιχειρήσεις που βρίσκονται αντιμέτωπες με ολοένα αυστηρότερους κανονισμούς και με τη μετάβαση προς λύσεις ουδέτερου ισοζυγίου CO₂, η συμπαραγωγή με υδρογόνο αποτελεί μια συγκεκριμένη επιλογή. Οι σύγχρονες τεχνολογίες συμπαραγωγής καθίστανται ουσιαστικά μηδενικών εκπομπών όταν τροφοδοτούνται με πράσινο υδρογόνο ή άλλα βιοκαύσιμα.

Πώς λειτουργεί μια μονάδα συμπαραγωγής με υδρογόνο

Η αρχή λειτουργίας είναι ίδια με εκείνη της συμβατικής συμπαραγωγής. Ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης κύκλου Otto παράγει μηχανική ενέργεια και τη μεταφέρει σε έναν εναλλάκτη, ο οποίος παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Η ανάκτηση θερμότητας πραγματοποιείται με δύο τρόπους: από το νερό ψύξης του κινητήρα, μέσω ενός πλακοειδούς εναλλάκτη θερμότητας που επιτρέπει την παραγωγή νερού υψηλής θερμοκρασίας, και από τα καυσαέρια, τα οποία, σε θερμοκρασίες κοντά στους 400°C, επιτρέπουν την παραγωγή ζεστού νερού, υπέρθερμου νερού, ατμού ή θερμικού λαδιού για βιομηχανικές διεργασίες.

Η ιδιαιτερότητα βρίσκεται στο καύσιμο. Η εγκατάσταση μπορεί να τροφοδοτείται με συμβατικό αέριο δικτύου αναμεμειγμένο με υδρογόνο (blending), με το ποσοστό H₂ να μπορεί να προσαρμόζεται ανάλογα με τη διαθεσιμότητα. Όταν το υδρογόνο γίνει περισσότερο διαθέσιμο, ο κινητήρας μπορεί να μετατραπεί ώστε να λειτουργεί με 100% υδρογόνο, μετατρέποντας την εγκατάσταση σε μια πλήρως απαλλαγμένη από CO₂ ενεργειακή λύση.

Εγκαταστάσεις "Ready for H2": από το blending στο 100% υδρογόνο

Το υδρογόνο εξακολουθεί σήμερα να είναι μια σχετικά περιορισμένη πηγή ενέργειας όσον αφορά τη διαθεσιμότητά του, αλλά παρουσιάζει σημαντικές προοπτικές ανάπτυξης. Για τον λόγο αυτό, η AB κατασκευάζει ήδη εγκαταστάσεις συμπαραγωγής με κινητήρες έτοιμους να λειτουργήσουν με υδρογόνο. Μια διαμόρφωση «Ready for H2» επιτρέπει την αρχική λειτουργία με φυσικό αέριο, τη σταδιακή και ευέλικτη ανάμειξη H₂ και την προετοιμασία για λειτουργία χωρίς CO₂, ακολουθώντας τον ρυθμό αύξησης της διαθεσιμότητας υδρογόνου.

Η μετάβαση σε 100% υδρογόνο δεν απαιτεί επανασχεδιασμό της εγκατάστασης: η αναβάθμιση του κινητήρα μπορεί να πραγματοποιηθεί κατά τη διάρκεια μιας κανονικής γενικής συντήρησης. Έτσι προστατεύεται η αρχική επένδυση, χωρίς να επιβραδύνεται η πορεία απανθρακοποίησης της επιχείρησης.

Τα οφέλη της συμπαραγωγής με υδρογόνο

Η υιοθέτηση της συμπαραγωγής με υδρογόνο ανταποκρίνεται σε ενεργειακούς και περιβαλλοντικούς στόχους και, κατά συνέπεια, και σε οικονομικούς:

• Συνολική απόδοση έως 85%: σε σύγκριση με την αποκλειστική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η συμπαραγωγή επιτρέπει την εξοικονόμηση περίπου του ενός τρίτου του καυσίμου υδρογόνου

• Θερμότητα και ηλεκτρική ενέργεια χωρίς CO₂ όταν η εγκατάσταση λειτουργεί με 100% πράσινο υδρογόνο

• Δοκιμασμένη και ελεγχόμενη τεχνολογία: οι εγκαταστάσεις συμπαραγωγής συμβάλλουν στην εξισορρόπηση της διαλείπουσας παραγωγής από ανανεώσιμες πηγές, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, και στη διατήρηση της ανθεκτικότητας του ηλεκτρικού δικτύου

• Προστασία της επένδυσης: η διαμόρφωση «Ready for H2» επιτρέπει τη χρήση συμβατικού αερίου σήμερα και τη μετάβαση στο υδρογόνο στο μέλλον, χωρίς αντικατάσταση της εγκατάστασης

Πράσινο υδρογόνο και στόχοι απανθρακοποίησης

Το πράσινο υδρογόνο είναι ένα αέριο που παράγεται μέσω ηλεκτρόλυσης του νερού με χρήση ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Καθώς προσαρμόζεται κατάλληλα σε κινητήρες για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, θερμότητας και ψύξης, μπορεί να ενσωματωθεί με ηλιακή, αιολική και άλλες ανανεώσιμες τεχνολογίες για την επίτευξη λύσεων μηδενικών εκπομπών άνθρακα.

Το πλαίσιο αναφοράς είναι η Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία, η οποία θέτει δύο βασικούς στόχους: τη μείωση των εκπομπών CO₂ κατά 55% έως το 2030 και την επίτευξη κλιματικής ουδετερότητας έως το 2050. Σε αυτή την πορεία, η συμπαραγωγή με υδρογόνο συμπληρώνει τις άλλες λύσεις ενεργειακής βιωσιμότητας στις οποίες η AB αποτελεί σημείο αναφοράς σε παγκόσμιο επίπεδο, από τη συμπαραγωγή με βιοαέριο έως το βιομεθάνιο.

Συχνές ερωτήσεις σχετικά με τη συμπαραγωγή με υδρογόνο

Μπορεί μια μονάδα συμπαραγωγής να λειτουργήσει με υδρογόνο;

Ναι. Οι εγκαταστάσεις με κινητήρες «Ready for H2» μπορούν να τροφοδοτούνται με αέριο δικτύου αναμεμειγμένο με υδρογόνο και, όταν το επιτρέπει η διαθεσιμότητα H₂, να μετατραπούν για λειτουργία με 100% υδρογόνο. Η αναβάθμιση μπορεί να πραγματοποιηθεί κατά τη διάρκεια μιας κανονικής γενικής συντήρησης.

Τι απόδοση μπορεί να επιτύχει η συμπαραγωγή με υδρογόνο;

Η συνολική απόδοση μπορεί να φτάσει το 85%: η συνδυασμένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας επιτρέπει την εξοικονόμηση περίπου του ενός τρίτου του καυσίμου υδρογόνου σε σύγκριση με την αποκλειστική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Τι είναι το πράσινο υδρογόνο;

Είναι υδρογόνο που παράγεται μέσω ηλεκτρόλυσης του νερού με χρήση ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Όταν χρησιμοποιείται ως καύσιμο σε εγκατάσταση συμπαραγωγής, επιτρέπει την παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας χωρίς εκπομπές CO₂.

Γιατί να επιλέξετε σήμερα μια εγκατάσταση «Ready for H2»;

Επειδή προστατεύει την επένδυση: η επιχείρηση μπορεί να εγκαταστήσει σήμερα μια μονάδα συμπαραγωγής που λειτουργεί με φυσικό αέριο, να ξεκινήσει το blending με υδρογόνο όταν αυτό γίνει διαθέσιμο και να ολοκληρώσει τη μετατροπή σε 100% H₂ κατά τη διάρκεια μιας γενικής συντήρησης, χωρίς να αντικαταστήσει την εγκατάσταση και χωρίς να επιβραδύνει την πορεία απανθρακοποίησής της.