Přimíchávání vodíku k zemnímu plynu funguje

Projekt vedl Německý plynárenský a vodárenský svaz (DVGW). Pro přimíchávání vodíku si DVGW vybral modelový region Fläming a na ověření použitelnosti příměsi spolupracoval s místním distributorem plynu, společností Avacon.

Projekt s názvem H2-20 si vybral ve Flämingu místní plynovodní síť zásobující sedm obcí a mezi nimi právě i Schopsdorf, kde na místní regulační stanici postavili směšovací zařízení k výrobě plynové směsi určené do distribuce.

Spotřebiče směs zvládnou

Projekt začal v topné sezóně 2021/2022. Vodík se tady přimíchával k zemnímu plynu postupně. Během čtyř týdnů se zvyšoval jeho podíl v síti nejdříve na 5 a 10 %, a později na 15 a konečných 20 %. V každé fázi výzkumníci pečlivě vyhodnocovali chování spotřebičů i plynovodní sítě. Kromě jednoznačného poklesu emisí oxidů dusíku a oxidu uhličitého ve spalinách (až o 7 %) se prokázalo, že spotřebiče si s plynovou směsí poradí.

„Celkem se jednalo o více než tři stovky odběrných míst, kde se provozuje přes 350 plynových spotřebičů. Spektrum spotřebičů bylo pestré. Vyrobeny byly v letech 1996-2020. Výsledky ukázaly, že všechny spotřebiče pracovaly bezpečně a spolehlivě,“ říká František Humhal, specialista technického asset managementu GasNet.

Ve druhé topné sezóně 2022/23 se dokonce zkoumalo přimíchávání s kolísáním množství vodíku do sítě. Znamenalo to, že hladina vodíku v síti nepředvídatelně klesala a rostla v rozmezí od 0 až do 20 % vodíku. Jak prokázaly namátkové vzorky, ani tyhle dynamické změny nevedly ke stavům, které by ovlivnily bezpečný provoz spotřebičů a které by mohly souviset s kolísáním příměsí vodíku.

Ve zkoumaném vzorku bylo 14 plynových sporáků a ohřívačů, 84 topidel a průtokových ohřívačů vody a 254 kondenzačních kotlů a spotřebičů s vysokou výhřevností včetně jedné kogenerační jednotky. Domovní rozvody byly nejčastěji v mědi, výrazně méně bylo případů domovních rozvodů z pozinkované oceli.

Výsledky testování potvrdily řadu předpokladů a po řádném vyhodnocení budou podkladem pro vývoj aktuální technické legislativy v rámci DVGW. „Jedním z potvrzených předpokladů bylo, že správně provedená plynová instalace se spotřebiči v řádném technickém stavu umožňuje bezpečný provoz s až 20 % vodíku v zemním plynu. V tomhle smyslu se podle mých informací změní německé technické pravidlo o kvalitě plynu G260 – Gasbeschafenheit,“ vysvětluje František Humhal, a dodává, že výsledky potvrdily taky připravenost plynovodních přípojek, plynovodů, armatur, regulátorů tlaku plynu a plynoměrů.

Plynovody a plynárenská zařízení

Plynovodní síť v oblasti postavili v roce 1994 a byla vybrána proto, že představuje reprezentativní soustavu distributora. Vybraná německá síť odpovídá technickým standardům i v České republice. Tvoří ji jak ocel, tak plasty.

„Místní síť se skládá asi ze 44 km plastového potrubí a zhruba 1 km ocelového potrubí. Pro plastové trubky byly použity materiály PE 80, PE 100 a PE 100-RC, které jsou použitelné i pro distribuci 100% čistého vodíku,“ vysvětluje František Humhal.

Během projektu zůstaly na svých místech standardní plynoměry. Přes 80 % z nich tvořila klasická membránová měřidla kategorie G4. Distributor pro všechny zapojené vesnice stanovil samostatnou zónu kvality pro určení denní hodnoty spalného tepla. Výhřevnost plynové směsi měřil chromatograf zapojený na vstupu plynové směsi do uzavřené soustavy.

Směšovač vyrostl v blízkosti regulační stanice Schopsdorf. Vodík se v místě nevyráběl, ale přivážel se v zásobníku na přívěsu. Šlo o zásobník stlačeného vodíku o tlaku 200 barů. Součástí sestavy pro vtláčení byl i zmiňovaný chromatograf. Plyn se odorizoval standardně jako u čistého zemního plynu.

Německý projekt ukázal, že přidávat vodík k zemnímu plynu v množství do 20 % je reálně možné. Není potřeba jakýchkoliv technických úprav spotřebičů.

Integrací vodíku do současné plynovodní sítě je možné rychle začít snižovat emisní stopu celého plynárenství. Už při 20% směsi zaznamenali výzkumníci DVGW pokles emisí oxidu uhličitého ve spalinách o 7 %.