Hidrojen Kazanları: Nasıl Çalışırlar ve İhtiyacınız Olup Olmadığı

Birçoğumuz dünya çapında üretilen karbondioksit miktarının gezegenimizin sıcaklığı üzerinde bir etkisi olduğunun farkındayız. Birleşik Krallık’ta hükümetimiz, gezegenimize sahip çıkmamızı ve mümkün olduğunda CO2 üretimini azaltmamızı sağlamak için adımlar atıyor.

Ev ısıtması, evinizin karbon ayak izinin büyük bir yüzdesini oluşturduğundan, hükümet, evinizi daha çevre dostu ısıtmanın alternatif yollarını arıyor . Şu anda yenilenebilir enerji veya ısı pompası gibi cihazları kullanarak evlerini ısıtanlara hibeler sunuyor ve 2030 yılına kadar benzinli ve dizel araçları yasaklamayı planlıyor.

Ancak hükümetin araştırdığı başka bir şey, doğal gazın yerini alacak hidrojendir. Hidrojen, şu anda Birleşik Krallık’ta üretilen CO2 emisyonları üzerinde olumlu bir etkisi olacak düşük karbonlu bir alternatiftir. Elektrik kullanılarak sudan üretilebilen çok daha temiz bir gazdır. Bu elektrik yenilenebilir kaynaklardan üretildiğinde, hidrojen yüzde 100 emisyonsuzdur.

Isı pompaları, elektrikle çalışan gaz kazanlarına harika bir alternatif olsa da, seçeneklerin olması güzel ve bir hidrojen kazanı, evsel ısıtma için başka bir seçenektir. Aşağıda, bir hidrojen kazanının ne olduğunu ve nasıl çalıştığını açıklıyoruz (kullanışlı bir animasyonla). 

Hidrojen kazanı nedir?

Bir hidrojen kazanı dediğini yapar – doğal gazın (veya metan) aksine hidrojen yakan bir kazandır. Bu cihazlar, doğal gaz kazanlarına çok benzer bir şekilde, gazı yakma yoluyla yakarak çalışır ve bu da suyu ısıtmak için kullanılabilecek sıcak baca gazları oluşturur. Bu sıcak su daha sonra kullanılmak üzere saklanabilir ve evinizi ısıtmak için radyatörlerinizin etrafına pompalanabilir.

Hidrojen metandan daha ince bir gaz olduğundan, alev dedektörü ve brülör dahil olmak üzere kazanın bazı parçaları biraz farklı olabilir (buna sayfanın ilerleyen kısımlarında daha ayrıntılı olarak bakıyoruz), ancak mevcut kazanınızla çok aynı şekilde çalışırlar. .

Hidrojen kazanları, çalışmak için hidrojen yakıt pilleri kullanan kazanlarla veya hidrojene hazır kazanlarla karıştırılmamalıdır, çünkü bunlar farklı sistemlerdir.

Yakıt pilleri elektrik üretmek için hidrojene ihtiyaç duyar. Isı oluşturmak için yanmaya güvenmek yerine, hem ısı hem de elektrik üretebilen kimyasal bir reaksiyondur. Bu nedenle yakıt pilleri, genellikle ısı ve güç (CHP) sistemleri veya MCHP’dir, çünkü ısı, evi ısıtmak için ve elektrik, cihazlara güç sağlamak için kullanılabilir. Bu, bu tür sistemleri süper verimli hale getirir. 

Hidrojene hazır kazan nedir?

Hem hidrojen kazanı hem de hidrojen yakıt hücreleri kullanan bir kazanın aksine, hidrojene hazır bir kazan , hem doğal gazı hem de hidrojeni yakma yeteneğine sahip bir cihazdır. Bu, Birleşik Krallık’ın gaz şebekesi metandan hidrojene geçiş yapabildiğinde ve hazır olduğunda, gaz kazanınızı değiştirmeniz gerekmeyeceği anlamına gelir. Bu yaklaşımın uygulanabilirliği henüz erken araştırma ve geliştirme aşamasındadır; bununla birlikte, genel dekarbonizasyonu desteklemenin birçok yönteminden biri olması beklenmektedir. Halihazırda kalifiye ısıtma mühendislerinin bu akılda tutularak geliştirilen dönüştürme ürünlerini nasıl destekleyebileceklerini görmek için çözümlere bakılmaktadır.

Hidrojen sonunda gaz şebekesine dahil edildiğinde, tüm doğal gazdan tamamen hidrojene geçmek yerine aşamalı olarak devreye girmesi muhtemeldir. Şu anda Keele Üniversitesi’nde yürütülmekte olan HyDeploy programı, bir hidrojen ve doğal gaz karışımı kullanmanın etkilerini test ediyor. Yüzde 20 hidrojen ve yüzde 80 doğal gazla, İngiltere’deki kazanların çoğunda herhangi bir değişiklik yapılması gerekmeyecek, bu nedenle değişiklik neredeyse anında gerçekleşebilecek. Şimdiki hedefleri ise bunu 2025 yılına kadar başarmak. 

Hidrojen kazanları ne zaman kullanılabilir olacak?

Şu anda, bu teknoloji henüz geliştirilmediği için yüzde 100 hidrojen kazanı mevcut değildir, ancak birkaç büyük kazan üreticisi prototipler oluşturmuştur.

Hidrojene hazır kazanlar nasıl çalışır?

Artık hidrojen kazanlarının ne olduğunu ve hidrojene hazır kazanlardan nasıl farklı olduklarını bildiğimize göre, bu teknoloji tam olarak nasıl çalışıyor?

1: Oksijen ve hidrojen kazana girer

İlk olarak oksijen ve hidrojen ana kazan ünitesine girer. Bu bir seçenek olduğunda hidrojen ana gaz kaynağından gelecek ve oksijen havadan gelecektir. Gaz girişinde, her bir gazın ne kadarının kazana girebileceğini kontrol eden bir valf bulunur. Gaz miktarı alevin boyutunu etkileyebileceğinden bu önemlidir.

2: Gazlar karıştırılır ve yakılır

Hidrojen ve oksijen gazları, bir katalitik brülörde ateşlenmeden önce birlikte karıştırılır. Hidrojen, doğal gazdan daha yanıcıdır ve bu nedenle hidrojen kazanlarındaki brülörler, çok fazla gaz akışı olması durumunda alevlerin sınırlandırılabilmesi için özel olarak tasarlanmıştır. Hidrojen alevleri görünmez olduğundan, yalnızca hidrojen içeren bir kazanda bir alev algılama bileşeni de gereklidir.

3: Sıcak gazlar ısı eşanjörüne girer

Yanma sonucu oluşan sıcak baca gazları ısı eşanjörüne girer. Isı eşanjörü, sıcak gazın içinden geçtiği bir dizi borudan oluşur. Bu boruların etrafı soğuk sudur. Sıcak gaz borulardan geçerken, ısıtma sisteminizde kullanılabilecek veya sıcak musluklarınıza verilebilecek olan çevreleyen suyu ısıtır.

4: Yan ürünler sistemden çıkar

Yanan hidrojen ve oksijenin tek yan ürünü sudur ve bu suyun sistemden çıkması için bir kondensat gereklidir. Sıcak baca gazları (hidrojen ve oksijen), hidrojen yanması sonucunda bazı NOx emisyonları ile birlikte baca yoluyla da sistemden çıkabilir.

Hidrojen kazanı daha fazla hidrojen ve oksijen çekmeye devam eder, böylece tüm bu süreç tekrar tekrar tekrarlanabilir. 

Ev kazanları için hidrojeni nerede saklıyorsunuz?

Hidrojene hazır kazanlar piyasaya çıktıkça,  hidrojen için bir tank gibi ev içi depolamaya gerek kalmayacak. Bunun yerine hidrojen İngiltere’nin gaz kaynağına eklenecek ve bu nedenle kazanınız tarafından otomatik olarak yakılacaktır.

Gaz kazanları hidrojen ile değiştirilecek mi?

Hükümetin 2025’ten itibaren yeni inşa edilmiş mülklerde gaz kazanlarını yasaklaması ile birlikte , ısı pompaları ve hidrojen kazanları ileriye giden yol olabilir. Ancak şu anda yüzde 100 hidrojen kullanabilen çalışan bir kazan yok. Gateshead, Londra’da, ocaklar, ocaklar, şömineler ve kazanlar dahil olmak üzere tamamen hidrojenle çalışan gazlı cihazlara sahip iki gösteri evi inşa ediliyor. Bu evler kısmen bir test olarak inşa edildi, aynı zamanda insanlara hidrojenin gelecekte Birleşik Krallık’taki karbon emisyonlarını iyileştirmek için uygun bir seçenek olacağını göstermek için yapıldı.