Maggio 25, 2024

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Cosa è più economico quando si riscalda la casa

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da: Ulric Hagen

Gli scienziati di Amburgo hanno pubblicato uno studio sull’uso dell’idrogeno per riscaldare le abitazioni private. La conclusione è chiara.

Amburgo – L’idrogeno viene scambiato come vettore energetico del futuro – anche e soprattutto nei motori delle automobili. I ricercatori tedeschi hanno già sviluppato un’auto a idrogenoche ha un’autonomia fino a 1000 km. Ma sebbene l’alternativa verde delle energie rinnovabili sia teoricamente disponibile in quantità quasi illimitate, La generazione di idrogeno rimane complessa e costosa.

Un gruppo di ricerca di Amburgo ha ora esaminato per la prima volta se la combustione dell’idrogeno potrebbe anche essere un’alternativa futura per il riscaldamento delle abitazioni private. L’autore dello studio, il Dott. al fianco di Felix Doucet www.kreiszeitung.de da IPPEN MEDIA.

Una pompa di calore funziona in modo molto più efficiente rispetto alla generazione di calore a idrogeno. © Silas Stein/dpa/montaggio

Idrogeno o pompa di calore? Lo studio mostra: cosa è più efficiente quando si riscalda la casa

mondo da Centro di competenza per le energie rinnovabili e l’efficienza energetica (CC4E) di HAW Amburgo Nell’ambito del progetto congiunto “The Real North German Laboratory”, lui e il suo team hanno confrontato l’energia necessaria per riscaldare una casa unifamiliare non rinnovabile con idrogeno verde con quella di una moderna pompa di calore. Si è ipotizzato un fabbisogno annuo di 40.000 chilowattora per fornire calore alla casa.

Come funziona una pompa di calore?

Una pompa di calore utilizza il calore dell’aria circostante, del suolo o dell’acqua di falda. Consiste in un sistema a circuito chiuso che contiene refrigerante e funziona in modo simile a un frigorifero.

Il refrigerante viene evaporato in un evaporatore a una temperatura inferiore, dove assorbe calore dall’ambiente (aria, suolo o acqua). Il vapore refrigerante viene quindi portato a temperatura e pressione più elevate da un compressore e nuovamente liquefatto, rilasciando il calore assorbito nuovamente nell’impianto di riscaldamento.

L’elettricità è necessaria per il funzionamento, ma non viene utilizzata direttamente per il riscaldamento. Di conseguenza, viene generata molta più energia termica rispetto all’energia elettrica utilizzata.

L’efficienza di una pompa di calore è misurata dal cosiddetto coefficiente di prestazione (COP), che indica il rapporto tra il calore rilasciato e l’energia elettrica utilizzata. Una pompa di calore COP 4 eroga quattro unità di calore per ogni unità di energia elettrica consumata.

Idrogeno nel settore edile: pompe di calore notevolmente più efficienti

Il risultato: “L’elettricità necessaria per produrre idrogeno verde è molto più elevata del calore fornito”, afferma Doucette, che ha diretto lo studio. L’indagine nell’ambito di una serie di studi dal titolo “Potenziale, limiti e priorità. Idrogeno verde per la transizione energetica” ha dimostrato: 67.000 chilowattora di elettricità sono necessari per generare la quantità di idrogeno verde necessaria per il riscaldamento.

La pompa di calore è praticamente imbattibile in termini di bilancio energetico.

In confronto, una moderna pompa di calore avrebbe bisogno solo di 12.000 kWh per fornire calore. “Ciò significa che la pompa di calore è praticamente imbattibile in termini di bilancio energetico”, spiega lo scienziato di Amburgo del CC4E. “Perché significa che il 70 percento dell’energia termica è ottenuta dal calore ambientale”, afferma Doucet. Un principio che utilizza anche una discoteca: La discoteca si riscalda con il calore corporeo dei suoi visitatori.

Cos’è l’idrogeno verde?

L’idrogeno è prodotto dall’elettrolisi dell’acqua. Il processo necessario per ottenere idrogeno puro è ad alta intensità energetica. L’alimentazione richiesta per l’elettrolisi verrà disattivata Energia rinnovabile Piace Energia eolica O energia solare, l’idrogeno ottenuto si chiama verde.

L’idrogeno verde è l’unico modo ecologico e climaticamente neutro per produrre idrogeno. Perché l’elettricità da energie rinnovabili viene utilizzata per generarla. L’idrogeno verde è privo di anidride carbonica. Altre varianti sono: idrogeno nero o marrone, idrogeno grigio, idrogeno blu e idrogeno turchese.

Un comune processo di produzione di idrogeno ad alta intensità energetica

Al contrario, il processo comune per ottenere l’idrogeno, l’elettrolisi, è un processo ad alta intensità energetica. Durante l’elettrolisi, l’elettrolita viene fornito all’acqua mediante due elettrodi (anodo e catodo). L’idrogeno fuoriesce in forma gassosa dal lato del catodo, mentre l’ossigeno viene prodotto dal lato dell’anodo.

Grafico: efficienza complessiva di una caldaia a gas idrogeno verde.
Efficienza complessiva di una caldaia a gas verde a idrogeno. © Grafica: CC4E, HAW Amburgo

Il riscaldamento a idrogeno non è un’opzione competitiva.

Lo studio dimostra: Idrogeno verde come soluzione di riscaldamento decentralizzata antieconomica

Un confronto diretto ha mostrato che per produrre idrogeno per il riscaldamento è necessaria una quantità di elettricità da cinque a sei volte superiore per coprire lo stesso fabbisogno di calore. “Per motivi di efficienza, l’uso dell’idrogeno per il riscaldamento delle abitazioni private non è un’opzione competitiva, poiché l’energia elettrica verde sarebbe necessaria per l’elettrolisi rispetto alle pompe di calore”, riassume Felix Doucet.

Idrogeno verde per l’alimentazione centralizzata nelle reti di riscaldamento

Anche se la combustione dell’idrogeno per la produzione di calore decentralizzata nelle abitazioni private è nettamente perdente nel confronto dei costi con le pompe di calore. IL Lo sviluppo dell’idrogeno verde sta progredendo E il calore disperso dall’elettrolizzatore e dalle celle a combustibile necessario altrove per produrre idrogeno verde, potrebbe certamente essere una “grande aggiunta” – immessa nelle reti di riscaldamento”, afferma Doucette:

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“Quando c’è una grande offerta di energie rinnovabili e quindi i prezzi dell’elettricità sono bassi, può funzionare una pompa di calore; e quando i prezzi dell’elettricità sono alti, l’elettricità e il calore possono essere generati da un unico combustibile, ad esempio l’idrogeno verde, con calore ed elettricità generazione insieme”.

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Idrogeno come vettore energetico: altri tre studi poco prima della pubblicazione

Pertanto, i ricercatori continuano le loro indagini sulle applicazioni dell’idrogeno in diversi campi. Altri tre studi della serie saranno pubblicati entro l’estate. È dedicato all’uso dell’idrogeno per la mobilità, alle possibilità di produzione di idrogeno e alla sua applicazione nell’industria, dove l’idrogeno verde è “praticamente senza alternative” a causa della mancanza di altre opzioni rispettose del clima, secondo lo scienziato di Amburgo .