Tehnični izzivi vodika

Vodik je vnetljiv. To je precej pomembna lastnost, saj na sproščanju energije pri gorenju temelji pridobivanje energije iz vodika.

Vodik je plin brez vonja in barve. Ker je brez vonja in barve, obstaja nevarnost zadušitve zaradi pomanjkanja kisika, ki ga lahko vodik potencialno izpodrine v zaprtih prostorih. Zaželeno je, da se z vodikom operira na dobro prezračevanih lokacijah.

Smiselno bi bilo, da se vodiku primeša marker, kot to delamo z metanom, oz. naftnim plinom. Težava je, da so zlasti gorivne celice precej občutljive na druge primesi, ki zmanjšujejo učinkovitost in življenjsko dobo celic.

Precej večja nevarnost kot zadušitev je gorenje. Za vžig vodika je potrebna precej nizka aktivacijska energija, približno 20x manjša kot pri metanu ali pri bencinu. Oba smo še vedno uspeli do neke mere zaobvladati, čeprav ne brez nesreč.

Vodik je eksploziven v zelo širokem pasu v zmesi s kisikom, v koncentracijah med 4 in 74% volumenskega deleža. Za primerjavo - metan, ki je poglavitna sestavina zemeljskega plina, je eksploziven v koncentracijah med 5% in 15%. Zunaj eksplozivnega območja gori, a ne eksplodira.

Plamen vodika je slabo opazen. Nima intenzivne barve oz. je rahlo svetlo moder, ter je ob dnevni svetlobi za človeško oko neopazen. Plamen vodika tudi ne seva močno v infrardečem spektru, tako da lahko človek stoji poleg plamena vodika, pa se tega sploh ne zaveda. Če nekdo stopi v plamen vodika, nepodučenemu opazovalcu ne bo jasno, da se je človek vžgal.

Vodik ima velik volumen. Energija na kilogram mase oz. specifična energija je za vodik precej velika, kar 120 MJ/kg. Težava je, da ima 1kg vodika v primerjavi z drugimi energenti zelo velik volumen. Za doseganje boljše volumetrične gostote ga je potrebno bodisi stiskati bodisi utekočiniti. Raziskave potekajo tudi v smeri iskanja materiala, ki bi omogočal vezavo večjih količin vodika ter s tem omogočil hrambo vodika.

Vodik se utekočinja pri 20K oz. pri -253°C, kar je zelo nizka temperatura. Za doseganje tako nizke temperature je potrebno veliko energije, kar dela postopek utekočinjanja energetsko potraten. S segrevanjem se vodik uplinja in s tem viša tlak v rezervoarju. Da tlak ne preseže tehničnih omejitev posode, v kateri je vodik, je potrebno presežno uplinjen vodik bodisi nadzorovano izpuščati skozi varnostni ventil, bodisi je potrebno uplinjen vodik ponovno ohladiti in utekočinjati.

Vodik glede na spin elektronov obstaja v dveh stanjih, orto-vodik, kjer je spin elektronov pri obeh atomih v isto smer, in para-vodik, kjer je spin elektronov v različno smer. Pri sobni temperaturi je ravnovesno razmerje med orto in para vodikom 3:1. Pri temperaturah, pri katerih se vodik utekočinja, pa je razmerje precej bolj v prid para-vodiku. S časom se utekočinjen orto-vodik pretvarja v para-vodik. Težava je, da se pri pretvorbi iz orto v paravodik sprošča toplota, ki je dovoljšnja, da bi lahko uplinila ves utekočinjen vodik.

Uplinjanje tekočega vodika predstavlja velik problem za trajnejšo hrambo. BMW je izdelal osebno vozilo Hydrogen 7, kateremu se zaradi izparevanja vodika poln rezervoar izprazni v 10 do 12 dneh. Zaradi potencialnega uhajanja vodika tako vozilo ne sme biti parkirano v zaprtem prostoru. Večina novejših osebnih vozil ima zato rezervoar z vodikom, stisnjenim na 700 bar, kjer problema z izparevanjem ni.

Vodik se segreva, ko se razteza. Črpanje vodika v rezervoar vozila je prečrpavanje vodika iz rezervoarja z višjim tlakom (polnilna postaja) v rezervoar z nižjim tlakom (vozilo). Pri tem se zaradi raztezanja sprošča toplota, problem pa postane večji pri večjih volumnih rezervoarja vozila. To povečuje tveganje za vžig oz. eksplozijo.

V vozilih na vodikov pogon se danes večinoma uporablja stisnjen vodik pri 350 barih oz. 700 barih tlaka. Pri polnjenju z višjim tlakom se vodik pred črpanjem v vozilo predhodno ohladi, da se izniči efekte segrevanja pri raztezanju vodika, zato v raznih demonstracijah polnjenja večjih vozil pogosto vidite kako operater priklaplja polnilno cev za vodik v zelo debelih toplotno izolativnih rokavicah, da ne utrpi ozeblin.

Rezervoar za vodik mora biti sposoben prenašati večje raztezne obremenitve. Kljub tem izzivom gre razvoj naprej in so rezervoarji sposobni opraviti tudi 5500 ciklov polnjenja in praznenja. Tak rezervoar bi ob vsakodnevnem polnjenju in praznenju zadostoval za 15 let, zato lahko mirno rečemo, da bi ob odsotnosti drugih faktorjev rezervoar zadostoval za življenjsko dobo vozila.

Vodik je ena izmed najmanjših molekul. Je tako majhna, da je sposobna vdreti v strukturo marsikaterega materiala. S kovinami rad tvori hidride, pri tem pa poveča krhkost materiala. Posebej rado se to dogaja na mestih, kjer prihaja do mehanskih napetosti, npr. pri zvarih. Zaradi tega bo pri morebitnem prehodu na višji delež vodika v plinovodih še kar nekaj težav, saj se zna zgoditi, da bo prihajalo do poškodb na plinovodih, če ti ne bodo ustrezno nadgrajeni.

Ker je vodik ena od najmanjših molekul, lahko prodre skozi marsikateri material. Znana je epizoda, ko je uhajanje večjih količin helija povzročilo nedelovanje mobilnih telefonov iPhone, ker je helij prodrl v mikro-elektromehanski čip, ki je skrbel za delovanje frekvence električne naprave. Helij je žlahten element in ne reagira z drugimi materiali, vodik pa je zelo reaktiven in je večja možnost, da naprave tudi trajno poškoduje.

Vodik ima toplogredni učinek. Vodik sam ni toplogredni plin, njegov toplogredni prispevek pa nastane predvsem s podaljšanjem življenjske dobe metana v zraku. Hidroksilni radikal (OH-), ki bi se sicer vezal z metanom, se v tem primeru veže z vodikom, s tem pa metan dlje ostane v atmosferi. Toplogredni učinek vodika je ocenjen na 11x CO2e na 100 let.

Pridobivanje vodika je energetsko potratno. Shranjevanje električne energije v baterije ter uporaba energije iz baterije dosega učinkovitost cikla med 70% in 95%. Izdelava vodika in pridobivanje električne energije dosega učinkovitost 54%, kar je približno polovico učinkovitosti, ki jo dosegajo baterije.

V kolikor bi vodik uporabljali za zgorevanje, je učinkovitost še nižja in razen v izjemnih situacijah ni komercialno zanimiva.

Poglavitna nevarnost vodika

Poglavitna nevarnost vodika je ogenj in eksplozija. Vodik je lahko vnetljiv in eksploziven na širokem področju koncentracij. Je brez vonja, barve ali okusa. Molekula vodika je majhna in lažje pušča skozi membrane.

Utekočinjen vodik predstavlja še hujši tehnični zalogaj, saj je potrebno poleg zagotavljanja tesnosti skrbeti še za toplotno izolacijo vseh vodov, po katerih se pretaka vodik. V primeru, da tesnenja ni, se namreč znotraj vodov začne vodik uplinjati, problemi pa nastajajo tudi na zunanjih vodih, saj ima tekoči vodik tako nizko temperaturo, da se utekočinja zrak, ki pride v stik z vodom.

Ker se kisik utekočinja pri višji temperaturi kot dušik, pride do tega, da z voda kaplja utekočinjen kisik. Če utekočinjen kisik kapne na kar koli gorljivega, je precej visoka verjetnost, da snov zagori.

Nevarnost, ki jo predstavlja vodik, je zato precej bolj obsežna kot pa smo je navajeni iz drugih goriv.

Izvor vodika

Vodik se praviloma smatra kot shramba energije, ne kot vir. Večina danes porabljenega vodika namreč pride iz pretvorbe drugih surovin, pogosto iz metana ali vode. Da se je ljudem lažje pogovarjati, so se ljudje izmislili poimenovati vodik po barvah glede na vir energije in surovine za proizvodnjo vodika. Vodik kot plin fizikalno gledano nima barve, gre zgolj za poimenovanje.

Sivi vodik je iz zemeljskega plina, pri čemer se CO2 izpusti v ozračje. To predstavlja večino danes komercialno proizvedenega vodika.

Črni vodik je iz premoga.

Modri vodik je iz zemeljskega plina, pri čemer se stranski proizvod CO2 zajame in shrani.

Zeleni vodik je iz obnovljivih virov energije in je nekako najbolj zaželen, če se želimo izogniti hujšim posledicam toplogrednega efekta.

Roza ali rdeči vodik, ki se ga proizvaja s pomočjo jedrske energije, kjer se koristno uporablja tudi toploto jedrske reakcije.

Rjavi vodik, ki se pridobiva iz biomase.

Rumeni vodik, ki se ga proizvaja iz mešanice elektike, ki je na omrežju.

Beli vodik je vodik, ki se že v naravi pojavlja kot vodik in je edini izvor vodika, za katerega lahko rečemo, da je vir energije. Do nedavnega nismo vedeli, da se vodik pojavlja tudi elementarno v naravi v večjih količinah. V Franciji so v stari vrtini našli presenetljivo visoke koncentracije vodika.

Povezave:

• Hidden hydrogen, Science.org
• BMW's Hydrogen V12 Engine Is A Hilarious Engineering Stunt, Engineering Explained
• iPhones Are Allergic to Helium, ifixit
• For hydrogen to be a climate solution leaks must be tackled, Environmental Defense Fund
• Hydrogen 11 times worse than CO2 for climate, says new report
• The colour of hydrogen
• French drillers may have stumbled upon a mammoth hydrogen deposit, Ars Technica
• Hydrogen Compared with Other Fuels, Hydrogen Tools
• Safety Standard for Hydrogen and Hydrogen Systems, NASA (PDF)
• Hydrogen Safety, Wikipedia
• The Hype about Hydrogen
• Hydrogen Storage Challenges
• The Future of Hydrogen

Ogrevanje

Stanovanje se ogreva prek vročevoda Energetike Ljubljana. V stanovanju je števec, ki je za lansko leto odčital 2036 kWh porabe. Energetika Ljubljana je objavila, da je specifična emisija CO2 za vročo vodo v letu 2022 znašala 0,4727 kg CO2/kWh.

Sanitarna topla voda

Topla voda je prav tako vezana na vročevod. Letna poraba je bila 1644 kWh, specifična emisija CO2 je enaka kot zgoraj.

Elektrika

V letu 2022 je bilo na odjemnem mestu stanovanja porabljeno 1487 kWh električne energije. Za specifično emisijo CO2 za leto 2022 še ni podatka, tako da sem vzel vrednost za 2021, ki jo je naračunal IJS in upošteva tudi izgube na omrežju. Specifična emisija CO2 za leto 2021 znaša 0,316 kg CO2/kWh.

Mobilnost

Z bencinskim avtom sem lani tankal za 655 litrov bencina. Pri enem litru bencina nastane za 2,168 kg CO2 izpustov.

Emisije

Načina ogrevanja stanovanja ne morem spremeniti (niti to nima smisla), izolacija pa je vezana na izolacijo celotne stavbe, ki je skupinska investicija in zahteva svoj čas, voljo stanovalcev, finance in še kaj.

Topla voda je energetsko precej potratna, ampak vseeno se ne bi tuširal z ledenim tušem.

Električno omrežje je še večji sistem od lokalnega daljinskega ogrevanja in moramo pač zgraditi več nizkoogljičnih elektrarn. Za balkonsko elektrarno pa bi rabil balkon.

Največ emisij delam z avtomobilom, ki je poleg največje tudi najlažja priložnost za znižanje emisij, saj imam pri nakupu avtomobila povsem proste roke. Izziv pri električnem vozilu je polnjenje, saj za starejše bloke zopet ni enostavne rešitve za domačo polnilnico.

Faktorji emisij CO2 za Energetiko Ljubljana za leto 2022 (preden izginejo s spletne strani):

Specifična emisija t CO2 za 1 MWh vroče vode: 0,4727 tCO2/MWh

Specifična emisija t CO2 za 1 MWh tehnološke pare (parovod TE-TOL): 0,3994 tCO2/MWh

Specifična emisija t CO2 za 1 MWh tehnološke pare (parovod TOŠ): 0,2575 tCO2/MWh

• Izpusti CO2/TGP na enoto električne energije in daljinske toplote, IJS CEU
• Faktorji emisij CO2, Energetika Ljubljana
• Government conversion factors for company reporting of greenhouse gas emissions, gov.uk

Kaj torej vemo o omrežnini?

4 tipični dnevi

Do sedaj smo imeli dva tipa dni: delovnike in vikende oz. praznike. Med delovniki je bila višja tarifa med 6h in 22h, v nočnem času pa manjša tarifa. Za vikend in praznike je bila ves dan manjša tarifa.

Po novem bomo imeli bolj razčlenjen čas v dnevu, tako da bo tudi za vikend razlika med dnevnim in nočnim časom. Vseh tarif bo 5, a se bodo znotraj posameznega dne pojavljale zgolj tri. Prav tako se bosta pojavili tudi dve sezoni: višja oz. zimska je v veljavi novembra, decembra, januarja in februarja, in nižja oz. "poletna", ki je v veljavi preostali čas.

Če vse to nekoliko poenostavimo, dobimo 4 tipične dni, ki se bodo lahko v letu pojavljali odvisno od dneva v tednu in meseca v letu.

Podroben pogled pokaže, da se stvar še nekoliko bolj poenostavi, saj je zimska vikend tarifa enaka tarifi poletnega delovnika.

Obračunavanje obračunske moči po izmerjeni najvišji moči

Pomembna novost bo, da se obračunska moč ne bo več plačevala glede na varovalke, ampak po izmerjenem odjemu. Temu se reče dogovorjena moč, saj jo uporabnik dogovori z distributerjem, ob priklopu večjega porabnika, npr. električnega štedilnika, toplotne črpalke ali električnega avtomobila pa bo smiselno zvišanje dogovorjene moči.

Za osnovo dogovorjene moči se predlaga povprečje treh najvišjih konic porabe v 15 minutnem intervalu. Za nekoga, ki nima večjih porabnikov, bo to ugodnost, saj bo zdaj lahko plačeval manjšo obračunsko moč.

Priključnih moči je več

Obračunska moč se dogovarja za vsako izmed petih tarif posebej, pri čemer se predvideva, da imajo cenejše tarife višjo priključno moč. Za prvo in najdražjo tarifo je za trifazni gospodinjski odjem minimalno 3,5kW, za enofazni gospodinjski odjem pa minimalno 2kW.

Obračunavanje presežne moči

Ker bi vsakdo želel plačevati čim manj obračunske moči, je v spodbudo temu, da se obračunska moč nastavi na realno vrednost, uvedeno obračunavanje presežne obračunske moči po višji postavki kot običajno.

Presežna moč se bo na začetku obračunavala po nižji ceni, da se vsi skupaj privadimo na nov sistem, končno ceno pa bo dosegla leta 2028.

Poskusni izračuni

V prihodnjih mesecih bodo na položnici tudi izračuni kako bi izgledal obračun po novem tarifnem sistemu, da se lahko uporabniki seznanimo s spremembo, preden do nje zares pride.

Ali moram varčevati z elektriko na račun udobja?

Načeloma ne. Minimalna priključna moč 3,5kW na trifaznem odjemnem mestu zadošča za večino stvari, ki jih človek vklaplja ob dnevnih opravilih. Na enofaznem odjemnem mestu je minimum obračunske moči 2kW, kar je zelo malo in bo večina imela večjo priključno moč.

Da dogovorjene moči ne presežete, vsekakor pomaga, da sočasno ne poganjate veliko močnih porabnikov. Med močne porabnike spadajo predvsem grelci, npr. pečica, kuhališče, kotliček za segrevanje vode, pralni stroj (prvih 15 minut programa), sušilni stroj, in podobni.

Priložnosti za zniževanje odjema v času višje tarife

Ob predvidevanju, da bo tarifa 1 precej draga, nov tarifni sistem do neke mere spodbuja rabo energije izven konic porabe.

Manjši del porabe predstavljajo ročno upravljani porabniki, kamor sodijo npr. pralni, pomivalni, in sušilni stroj, ki začnejo z delom, ko jih prižgemo. Dobro bi bilo, da se te naprave uporablja izven konice porabe, torej ob nižji tarifi. Vsi danes dobavljivi modeli omogočajo časovno zakasnitev začetka programa, kar lahko pomaga pri zamiku.

Bistveno večjo fleksibilnost omogočajo določeni zelo specifični porabniki, ki lahko s pravilnim dimenzioniranjem in avtomatizacijo omogočajo zamik porabe energije brez zmanjšanja ugodja.

Električni bojler za toplo vodo

Najenostavnejši primer rabe energije izven konične tarife je večji električni boljer za sanitarno toplo vodo, tam od 200 litrov naprej. Tako velike bojlerje se večinoma projektira tako, da zadostujejo za dnevne potrebe gospodinjstva.

Bojlerji so zasnovani tako, da se hladna in topla voda minimalno mešata, tudi kadar se topla voda porablja in v bojler priteka hladna voda. Temu pravimo razslojevanje oz. stratifikacija tople in hladne vode. Zaradi nje ostaja voda na vrhu bojlerja topla zelo dolgo časa, tudi če v vmesnem času porabljamo toplo vodo in je spodnji del bojlerja hladen.

Ker se voda ne meša, postane praktično izvedljivo, da brez spremembe življenjskega sloga in zmanjšanja ugodja vodo segrevamo ob času nižje tarife ali ob delovanju sončne elektrarne, predvsem pa neodvisno od tega kdaj toplo vodo porabljamo.

Električna vozila

Uporabniku električnega vozila je vseeno kdaj se vozilo polni, samo da je ob pričetku uporabe dovolj napolnjeno. Predlagan tarifni sistem bo omogočal večje moči polnjenja izven konične rabe, zlasti ponoči. Praktično vsa električna vozila danes omogočajo nastavitev urnika polnjenja, tako da je lahko vozilo priklopljeno in se začne polniti šele ko nastopi nižja tarifa.

Baterijski hranilnik

Bolj razčlenjena tarifa bo lahko spodbudila koga, da gre v nakup baterijskega hranilnika. Baterijski hranilnik za celodnevno porabo bo verjetno predrag, bi pa lahko bil uporabna naprava v kombinaciji s sončno elektrarno, kjer čez dan priključno moč pokriva energija iz sončne elektrarne, zjutraj in zvečer pa lahko konično porabo pokriva baterijski hranilnik.

Sončna elektrarna

Sončna elektrarna (in tudi druge proizvodne naprave) ne šteje v priključno moč, ki jo plačujejo odjemna mesta. Sončna elektrarna pa omogoča, da lahko odjemno mesto troši višjo moč v primeru da sije sonce, saj je ta energija proizvedena lokalno in za njo ni omrežnine.

Toplotna črpalka

Toplotna črpalka je precej udoben način ogrevanja, žal pa toplotna črpalka sama po sebi ne omogoča časovnega zamika odjema. Časovni zamik je možen v kombinaciji z zalogovnikom za toplo vodo ali z ustrezno izvedbo ogrevalnega sistema, vendar to velja predvsem za novogradnje oz. v primeru celovitejše obnove stanovanjske stavbe. Betonski tlak v talnem gretju lahko namreč deluje tudi kot zalogovnik toplote.

Žal pa je narava ogrevanja taka, da toplotno črpalno uporabljamo predvsem pozimi, v višji sezoni, ko bo tudi cena omrežnine višja.

Vprašanja in odgovori

Ali moram varčevati z energijo na račun udobja?

Načeloma ne, 3,5kW, kolikor je minimum obračunske moči na trifaznem odjemu, je dovolj za večino stvari, ki jih človek pri svojih dnevnih opravilih izvaja.

Kako lahko iz obstoječe priključne moči oz. varovalk izvem kolikšna bo nova priključna moč?

Med obstoječo priključno močjo in novo priključno močjo ni neposredne povezave. Nova obračunska moč je dogovor med lastnikom odjemnega mesta in distribucijskim podjetjem.

Kje lahko vidim novo obračunsko moč?

Nova obračunska moč za prihajajoče leto bo na računu za mesec junij, julij in avgust.

Kaj narediti, če mi obračunska moč, ki mi jo je dodeli distributer, ni všeč?

Če želite obračunsko moč spremeniti, morate do 20. septembra tekočega leta distributerju sporočiti obračunsko moč, ki bi vam ustrezala v naslednjem letu.

Obračunsko moč lahko spremenite tudi naknadno. Do 8. dne v mesecu morate sporočiti željene obračunske moči, da bi te moči začele veljati z naslednjim mesecem.

Obračunsko moč se določa v kW na eno decimalno mesto.

POZOR: Odsvetujem spreminjanje dogovorjene obračunske moči, če niste povsem prepričani, da veste kaj delate. Če spremenite dogovorjeno obračunsko moč, se vam bo presežna moč začela obračunavati v polni višini.

Imam odjemno mesto, ki nima pametnega števca. Kaj se bo zgodilo?

V kolikor nimate pametnega števca, ki bi znal odčitavati 15-minutne intervale porabe energije, boste še naprej plačevali omrežnino po eno- ali dvo-tarifnem sistemu.

Imam sončno elektrarno z 10kW moči. Ali bom moral imeti 10kW priključno moč?

Ne. Omrežnina se plačuje zgolj v smeri proti uporabniku.

Imam sončno elektrarno prek sistema net-meteringa. Ali bom moral plačevati omrežnino?

Za vse, ki so v sistemu net-metering obračunavanja, se količina kilovatnih ur za obračun omrežnine izračuna tako kot do sedaj: izračuna se neto odjem, od tega odjema pa se obračuna omrežnina po enotni tarifi.

Dogovorjena moč se obračunava enako kot za ostale uporabnike. Sončna elektrarna v omrežnino ne šteje, ker je proizvodna naprava.

Kdaj stopi v veljavo nova omrežnina?

Omrežnina po zadnjih informacijah stopi v veljavo 1. julija 2024. (Sprva je bil datum 1. januarja, potem je bila uvedba premaknjena na 1. marec, nazadnje na 1. julij 2024.)

Viri:

• Akt o metodologiji za obračunavanje omrežnine za elektrooperaterje
• Prenova metodologije obračuna omrežnine in tarifnega sistema

Zdravstveno tveganje

Radon je v Sloveniji zapostavljena in slabo poznana nevarnost za zdravje. Poglavitni problem radona je, da njegova pojavnost viša tveganje za nastanek pljučnega raka. Radon je radioaktiven in razpade na druge prav tako radioaktivne elemente, ki pa niso plini, ampak trdni delci, ki se človeku usedejo v pljuča. Tam sevajo in če je koncentracija radona zares visoka, precej povišajo tveganje za nastanek pljučnega raka. Radon povzroči okrog 9% pljučnih rakov in je za kajenjem drugi najpogostejši povzročitelj pljučnega raka.

Količina radona se meri v Becquerelih na kubični meter, Bq/m³. Povišanje iz 0Bq/m³ nad 100Bq/m³ poveča verjetnost za nastanek pljučnega raka za 16%, povišanje iz 0Bq/m³ na 600Bq/m³ pa verjetnost za nastanek pljučnega raka podvoji.

V tujini so smernice, da mora biti koncentracija radona pod 100Bq/m³, medtem ko so v Sloveniji smernice, da ukrepanje ni potrebno dokler je koncentracija pod 300Bq/m³.

Nacionalna raziskava iz leta 2011-2012 je pokazala povprečne koncentracije radona 340Bq/m³ v hladnem obdobju in 158Bq/m³ v toplem obdobju. Posamezne stavbe in tudi posamezne sobe znotraj stavb lahko precej odstopajo med sabo, zato je izvajanje meritev edini način za določitev koncentracij.

Od kje radon prihaja

Radon prehaja iz tal oz. zemlje v zrak. Radon se lahko pojavlja povsod po Sloveniji in ni enostavno vnaprej vedeti ali se bo pojavljal na dotični lokaciji ali ne. Ko pa na zemlji že stoji stavba, je izvajanje popravkov precej težje, če stavba ni bila sprojektirana s sistemom za odvajanje radona.

Sodobne stavbe so bolj zrakotesne in bolje izolirane, višja zrakotesnost pa lahko poveča koncentracijo radona. K povečani koncentraciji lahko pripomore tudi renovacija, npr. menjava oken za novejše, ki bolje tesnijo.

Radon največkrat prodre v stavbo skozi razpoke in špranje v tleh ali skozi preboje temeljne plošče. V ogrevalni sezoni je znotraj stavbe toplejši zrak, ki povzroča vzgon, zato je ob stiku stavbe s tlemi zračni tlak nižji, razlika v tlaku še dodatno spodbuja vdor radona v stavbo.

Protiradonski ukrepi

Osnova protiradonskih ukrepov je nadzorovano prehajanje radona v plast, iz katere ga lahko nadzorovano odvajamo stran od bivalnih prostorov.

Nadzorovano prehajanje radona se običajno doseže tako, da se pod stavbo ustvari zračna prepustna plast. En način, da se to doseže, je nasutje iz dovolj debelega peska in perforiranimi cevmi, ki omogočajo ventilacijo. Če se pokaže, da je koncentracija previsoka, se lahko kasneje enostavno vgradi ventilator, ki aktivno odvaja radon.

Alternativa je v obliki prostora. Pri nas bi to bila npr. klet, v ZDA pa imajo pogosto pod stavbo nekaj prostora, kamor lahko pospravijo različne napeljave. Ta prostor spet lahko aktivno prezračujemo, če se izkaže, da so koncentracije radona prevelike.

Pomembno je, da je nad prezračevano plastjo tudi radonska zapora, npr. bitumenska hidroizolacija z aluminijastim vložkom.

Stanje v Sloveniji

V Sloveniji zaenkrat protiradonska gradnja ni obvezna, zato so ljudje z njo dokaj slabo seznanjeni, tako splošna javnost kot gradbena stroka. Imamo precej dobre smernice, a so zgolj smernice.

Protiradonski sistem je ena izmed tistih zadev, ki jo je trivialno narediti, ko se stavba gradi, če na to pomislimo. Če na to ne mislimo, lahko postane naknadna sanacija precej draga in štorasta. Lahko pa sprejmemo tveganje in živimo v hiši, ki nas hoče ubiti.

Slovenija v javnih stavbah izvaja program sistematičnega pregledovanja in izvajanja meritev radona. Včasih so meritve na videz presenetljive, saj se lahko precej razlikujejo tudi med sosednjimi prostori v stavbi. Po odkritih težavah z radonom so potem pogosto še težave s politično voljo - nekateri nočejo priznati, da je radon res problem - in finančna sredstva za sanacijo.

Zasebni objekti so v teh študijah slabo pokriti. Kot posameznik se lahko v okviru javnega programa postavite v čakalno vrsto za pridobivanje kompleta za merjenje koncentracije radona, ampak je količina teh merjenj omejena na letni ravni. Precej hitreje in enostavneje je, če si posameznik kupi na trgu prosto dostopno napravo za merjenje radona, a te niso najcenejše.

Sam imam izkušnje z Airthings View Plus. Pri tej napravi je zelo jasno, da jo kupci uporabljajo za merjenje radona in jo prenašajo po različnih prostorih, saj omogoča nastavljanje nove lokacije. S spremembo lokacije se prekine časovna vrsta iz katere se potem izdela poročilo o radonu, s tem pa je omogočeno, da se drago napravo bolje izkoristi. Airthings tudi javno objavlja zemljevid pojavnosti radona na podlagi podatkov, ki jih naprave tega proizvajalca zaznavajo.

Povezave:

• Smernica za gradnjo radonsko varnih novih stavb novogradenj, Zavod za gradbeništvo Slovenije, 2017
• Zmanjševanje izpostavljenosti radonu, gov.si
• Airthings View Plus
• Radon map

Stanfordska študija

Odmevna študija, ki so jo izvajali v Kaliforniji na Stanfordu, je obsegala meritve v 53 domovih, kjer so merili koncentracijo metana v zraku v kuhinji. Študija znana predvsem po presenetljivem zaključku, da približno 76% vseh emisij nastane ob tem, ko je štedilnik ugasnjen.

Njihove ugotovitve kažejo, da plinski štedilniki v povprečju v nedelovanju izpuščajo 57,9 mg/h metana. Porazdelitev med štedilniki je precej neenakomerna, saj je iz najslabših 5 štedilnikov uhajalo kar 49% vsega plina. Razen štirih štedilnikov so vsi ostali presegali emisije 10 mg/h. Iz večine štedilnikov in napeljave torej uhaja vsaj nekaj plina, ko štedilnik ni prižgan. Količine uhajanja plina iz štedilnika so bile zelo različne, vendar večina med 10mg/h in nekaj sto mg/h.

Izpusti pri enkratnem prižigu in ugasnitvi štedilnika so bili izmerjeni pri 45,9mg metana. Izpusti so odvisni od načina prižiganja, najslabši so štedilniki, ki uporabljajo pilotni plamen, a teh pri nas ni.

Študija ni odkrila nobene povezave med izpusti metana in starostjo štedilnika, ceno štedilnika ali prihodki gospodinjstva. Sam bi ob takih rezultatih začel razmišljati, da je zelo pomemben postopek montaže.

Primerjava z mojo oceno

Moj izračun ima v osnovi kaj nekaj problemov. Števec, ki ga uporablja Energetika Ljubljana, ima minimalni nazivni pretok Qmin 0,04m3/h, sam pa sem izmeril 0,000188m3/h, kar je okvirno 200x manj kot Qmin. Števec je certificiran zgolj znotraj območja, ki ga določata Qmin in Qmax. Zunaj tega območja ni preverjan in ima lahko znatno napako.

Prav tako bi lahko na števec vplivalo raztezanje in krčenje plina zaradi spreminjanja atmosferskega tlaka in prehodni pojavi v plinovodu, npr. ko sosedje prižigajo in ugašajo trošila.

Svojo "porabo" ob ugasnjenem štedilniku lahko pretvorim v miligrame. Če za gostoto metana vzamem 0,717kg/Nm3, lahko 4,52dm3/dan pretvorimo v 3,24g/dan metana, oz. na uro je to 135mg/h.

135mg/h zagotovo sodi v velikostni razred, ki so ga izmerili v stanfordski študiji, torej med 10mg/h in nekaj sto mg/h. Izvajalci študije so vseeno imeli precej bolj dodelano metodologijo meritev in boljšo opremo, ki je zares omogočala merjenje zelo nizkih koncentracij plina ne glede na vse ostale spremenljivke.

Če območje med 10mg/h in 100mg/h pretvorimo v kubične decimetre na dan, je to med 0,3347 dm3/dan in 3,347 dm/dan, kar je podobno številki, ki jo je izmeril moj števec.

Viri:

• Pušča vam plin
• Methane and NOx Emissions from Natural Gas Stoves, Cooktops, and Ovens in Residential Homes
• Energetika Ljubljana
• Metan, Wikipedija
• Picarro G2210-i Isotope Analyzer

Koliko plina uhaja

K sreči sem fotodokumentiral stanje plinomera in lahko zdaj naredim odčitek.

Staro stanje 28.2. ob 07:42 je bilo 2095,7938 m3.

Novo stanje 3.3. ob 12:21 je bilo 2095,8092 m3.

Izmerjena razlika je 0,0154 m3.

Razlika v času je 3 dni, 4 ure in 39 minut oz. 76,65 ur.

0,0154 m3 deljeno z 76,65 ur je 0,0002009 m3/h oz. približno 0,201 dm3/h. Na dan plinomer izmeri 4,82 kubične decimetre plina, ki uhaja iz štedilnika.

Ta izračun lahko primerjam s porabo plina za pretekli mesec.

Začetno stanje 31.1. ob 07:38 je bilo 2095,6591 m3. Končno stanje 28.2. ob 07:42 je bilo 2095,7938 m3.

Razlika v plinu je 0,1347 m3. Razlika v času je 28 dni in 4 minute oz. 672 ur.

0,1347 / 672 = 0,0002004 m3/h oz. 0,2004 dm3/h. Na dan plinomer izmeri približno 4,81 kubične decimetre plina. To je presenetljivo podoben rezultat prejšnjemu. Očitno res cel mesec nisem uporabljal plinskega štedilnika.

Ob upoštevanju pretvorbenega faktorja zaradi nadmorske višine 0,93858, je količina fosilnega plina, ki dnevno uhaja, približno 4,52 normne kubične decimetre oz. 0,00452 Nm3.

Kaj to pomeni

Zaradi plinovoda imam nameščen plinomer in sem sploh imel možnost opaziti, da plin uhaja iz štedilnika. V primeru uporabe plina v jeklenki je to težje, saj ni med jeklenko in štedilnikom nobenega števca, sploh pa ne umerjenega.

Količine plina, ki uhajajo iz štedilnika, so tako majhne, da se jih s človeškimi čutili ne voha, ne zazna. Če boste res pozorni in dobesedno tiščali nos v ugasnjen štedilnik, potem morda zavohate značilni "vonj po plinu". Kar zares vohate sicer ni zemeljski plin, ampak dodan plin, ki poskrbi, da lahko uhajanje plina zavohamo.

Z vidika varnosti načeloma take količine ne bi smele biti problematične za neko stanovanje, ki je v redni rabi, kjer se torej odpirajo okna in vrata. Lahko bi se plin začel kopičiti v nevarnih količinah, če bi bili prostori dlje časa zaprti ali če bi se uhajanje povečalo. Če uporabljate jeklenko, je vsekakor smiselno zapreti jeklenko s plinom, če boste za dlje časa odsotni oz. če bojo prostori dlje časa neuporabljani.

Z vidika zdravja vsekakor ni dobro, da vdihavamo ogljikovodike in druge primesi, ki so po plinovodu prišle v hlapni obliki morda namenoma, kot so plini, ki dajejo plinu vonj, kot tudi tisti, ki pridejo z zemeljskim plinom, ker nima smisla popolnoma izločati zgolj metana, če gre za plin, ki je namenjen predvsem sežiganju.

Cenovno je tak izpust tudi pri obstoječih cenah plina zanemarljiv - 12,6 centa na mesec.

Z vidika emisij toplogrednih plinov je plin iz plinovoda predvsem metan, ki je kar 84-krat močnejši toplogredni plin kot CO2. Metan ima pri normalnih pogojih težo 0,717kg/m3, kar pomeni, da vsak dan uide 3,24g metana. To ustreza približno 272g CO2 ekvivalenta emisij. Povedano drugače: plinski štedilnik ždi v hiši, a vsak dan tudi ob neuporabi naredi emisij za nekaj kilometrov vožnje z avtomobilom!

Sledeči izračun je zelo čez palec, tudi zato, ker primerjam mestni plin s plinom iz jeklenke. Če je štedilnik izven uporabe 90% časa, v enem letu uhajanje nanese za 1kg plina. To je približno desetina jeklenke. V prejšnjem stanovanju, kjer sva imela jeklenko, sva eno jeklenko porabila v 10 mesecih. 1kg izpuhtelega plina na 12kg porabljenega bi bilo okrog 8% izgub, kar je veliko.

Za ta plinski štedilnik lahko rečem le, da ne bo več dolgo delal izpustov.

Preberite še naslednjo objavo, primerjavo moje ocene izgub s študijo, ki so jo izvedli na Stanfordu.

Povezave:

• What's inside a gas meter?
• Metan, Wikipedija
• Preračun porabe zemeljskega plina iz m³ v kWh, Energetika Ljubljana
• Your Gas Stove Is Bad for You (And Terrible for the Environment), Popular Mechanics
• Have a gas stove? How to reduce pollution that may harm health, health.harvard.edu
• Even when off, gas stoves can leak benzene concentrations comparable to secondhand smoke, thehill.com
• Kako natančna je ocena uhajanja plina na mojem odjemnem mestu, zejn.net

Čemu služi termovizijska kamera

Kaj se da ugotavljati z napravo, ki zaznava temperaturo?

Vidite lahko področja z višjo in nižjo temperaturo. Če vam okna ali vrata ne tesnijo in je skoznje prepih, se lepo vidi področje, kjer zrak hladi površine. Na okenski polici se vidi tudi hladnejše področje, kar je zaradi konvekcije tudi ob zatesnjenem oknu običajen pojav.

Če radiator ni odzračen ali pa se je v njem nabrala gošča in ne greje enakomerno, se to zelo jasno vidi.

Če se ventila ne da zapreti povsem do konca in nekaj tople vode še vedno kroži skozi ogrevalni sistem, tudi če je razlike samo par stopinj, lahko tak defekten ventil s tako napravo še vedno zaznate.

Če nimate izoliranih toplovodnih napeljav (kar bi bilo edino smiselno) in iztočite nekaj vode, se po steni z časovnim zamikom vidi sled napeljave. Hladno vodo je precej težje videti, ker je razlika v temperaturi manjša in je toplotni tok precej manjši.

Vidi se hladne kote sobe ali toplotne mostove - področja, kjer je zaradi slabe izvedbe izolacije ali konstrukcije pretok toplote večji.

Lahko se vidi tudi konstrukcijske lastnosti stavbe. Na posnetkih na youtube se na ameriških lesenih hišah vidi potek nosilnih stebrov, pri nas pa npr. potek travet - nosilcev montažnega stropa.

Velika večina na električno omrežje priključenih naprav se do neke mere greje. V sobi, ki jo pregledujete s termo kamero, naprave, ki imajo stand-by porabo, kar žarijo.

Če imate večji porabnik električne energije, npr. električni bojler za toplo vodo, se jasno razloči varovalka, preko katere se teče tok.

Če imate električne vodnike, preko katerih teče večji tok, lahko s termovizijsko kamero preverite, da so spoji kakovostni in da ne prihaja do pregrevanja.

Če imate kurišče na polena, lahko preverite če je pepel res ugasnil in ga je varno odložiti.

S termo kamero se lahko vidi tudi izparevanje vode, saj voda ob izparevanju ohlaja površino, s katere izpareva. Tako lahko hladne zaplate na kameri nakazujejo potencialna mesta, kjer je smiselno preverjati za vlago.

Na podoben način lahko vidite, če je oprano perilo že suho.

In seveda najpomembneje: s termo kamero lahko preverite, če sta kava ali čaj že dovolj ohlajena za zaužitje.

Katere lastnosti so pomembne pri termovizijski kameri

Termovizijske kamere imajo enako kot navadne kamere različno ločljivost senzorjev. Najmanj zmogljivi senzorji imajo ločljivost 80x60 pikslov. Pri teh je slika zelo zrnasta in so bolj na nivoju igrače, čeravno drage. Za resnejšo rabo so uporabni senzorji z 160x120 piksli in več. Zmogljivejši so hitro dražji.

Pri zaznavanju je pomembna tudi razločevanja razlike v temperaturi med sosednjimi piksli, ki nam določa kako majhno razliko v temperaturi bo senzor še sposoben zaznati. Manjšo razliko kot je sposoben zaznati senzor, bolj detajlen in dinamičen bo prikaz temperaturnih razlik in manjše razlike v temperaturi bodo potrebne, da opazimo anomalijo.

Vsaka termovizijska kamera ima tudi omejeno temperaturno področje delovanja, ki se tipično nahaja nekje od malo pod minusom in nekaj sto stopinj celzija. Vsekakor se je potrebno zavedati kakšno temperaturno območje je tisto, ki bi ga želeli opazovati.

Pomemben je tudi zorni kot termovizijske kamere. Cenejše kamere imajo nezamenljivo lečo, s katero je določen zorni kot. Za običajno rabo so najbolj uporabne takšne, ki imajo zorni kot nekje med 30° in 50°. Dražje naprave omogočajo menjavo leč, tako da npr. omogočajo manjši zorni kot in je z njimi potem možno snemati tudi z večje razdalje.

Večina cenejših kamer ima omejeno možnost ostrenja slike oz. nastavljanja fokusa.

Ostale stvari so stvar tega kako specializirano opremo želite, koliko dodatnih funkcij in katere, ter koliko vam priložena programska oprema olajša delo. Med dodatnimi funkcijami so pogosto povezljivost preko wifi in upravljanje preko aplikacije na telefonu, snemanje videa, nastavljanje fokusa, zamenjljive leče in tako dalje. Priložena programska oprema pa je tipično predvsem namenjena enostavnejšemu ustvarjanju poročil o pregledu.

Elektronske naprave v IR spektru žarijo. Primerjava različnih načinov prikaza IR kamere. Levo zgoraj je samo termalna slika. Desno zgoraj je kombinirana slika, ki v enem prikazu združi vidni in IR spekter. Levo spodaj je prikaz slika-v-sliki, desno spodaj je samo vidni spekter.

Triki in namigi

Ker termovizijska kamera zaznava infrardečo svetlobo, je potrebno pri interpretaciji opazovanja nekaj pazljivosti. Različni materiali namreč različno intenzivno sevajo IR svetlobo, kar poimenujemo emisivnost. Posebej je treba biti pazljiv pri kovinah.

Človeška koža ima emisivnost med 0.97 in 0.999, kar pomeni, da izseva praktično vse. Beton in zidak imata emisivnost okrog 0.90. Oksidiran aluminij ima emisivnost 0.20, zloščene kovine pa imajo zelo nizko emisivnost, samo 0.04.

Ker termovizijska kamera izračunava temperaturo površine posredno, na podlagi zaznanih emisij IR svetlobe, bo zaznana temperatura kovinskega dela precej zgrešena.

Podoben pojav je odbojnost. Zelo gladke površine delujejo kot zrcalo in v njih vidimo odsev drugih predmetov.

Če je potrebno odčitavati temperaturo kovinskih predmetov ali predmetov, ki delujejo kot zrcalo, je najlažji način, da jih prelepimo s krep selotejpom. Če tega ne moremo narediti, je potrebno nastaviti emisivnost oz. si predmet ogledati z različnih zornih kotov, da se prepričamo, da ne gre za odsev.

Par posnetkov

Levo: Neustrezna mansardna izolacija, tram je takoj za montažno steno.

Desno: Manjkajoče tesnilo pri vzidavi balkonskih vrat povzroča toplotni most (Slika je navpično.)

Mačka, ki se ne boji kumare

Ali potrebujete termovizijsko kamero?

Termovizijska kamera je za posameznika še vedno relativno draga stvar, saj osnovne termovizijske kamere stanejo 400 do 500 evrov. Nedvomno pa so cene padle do te mere, da bi tako orodje moral imeti vsak, ki opravlja obrtniško delo, ki vključuje vroča dela, električne napeljave, vodovodne napeljave ali toplotne stroje.

Viri in sorodno branje:

• Thermal Camera Specs You Should Know Before Buying, flir.com
• C-THERMAL FLIR Lepton core comparison - 80x60 vs. 160x120
• Emissivity, Wikipedia
• Kako termovizijski dodatek reši pogosto težavo lastnikov hiš in stanovanj!, Nedeljski nasvet, Tehnozvezdje.si
• Infiray T2S+ Thermal Camera Review

Marpromova nova baterijska avtobusa

Nova avtobusa Marproma naj bi se bila zmožna napolniti v 5 minutah, s to energijo pa lahko opravita pet voženj. Avtobusa bosta vozila na liniji 6 - Vzpenjača. Do sedaj so na ti liniji vozili štirje avtobusi, ki so za skupaj 290.000 kilometrov letno pokurili 116.000 litrov dizla. Dva od teh bosta sedaj električna.

Skupna vrednost nakupa avtobusov znaša milijon evrov, poleg dveh avtobusov pa sta bili postavljeni še dve hitri polnilnici, ki sta stali blizu 290.000 EUR.

Gre za avtobusa Iveco E-way dolžine 12 metrov in s kapaciteto do 91 potnikov. Marprom se je odločil za različico z manjšo baterijo kapacitete 73kWh serijsko in 88kWh opcijsko. Baterija je osnovana na anodi iz litijevega titanata, tovrstne baterije pa so zelo primerne za hitro polnjenje, so toplotno zelo obstojne in varne (beri: se ne vžgejo), ter imajo dolgo življenjsko obdobje.

Eno polnjenje zadostuje za 5 voženj, polnjenje pa bo potekalo na t.i. oportunitetni način - ko se avtobus ustavi na postaji, se s polnilnice spusti konektor in med postankom se avtobus polni. Avtobus je sposoben polnjenja z do 450kW, za 73kWh energije pa se ob taki moči pretoči v manj kot 10 minutah. Ni pa pričakovati, da bo polnjenje vedno potekalo s tako visoko močjo.

Marpromovo preizkušanje baterijskih avtobusov

To ni prvi preizkus baterijskega avtobusa, ki ga je izvajal Marprom. Pred nakupom so že izvajali vsaj eno evalvacijo drugih baterijskih avtobusov, ena izmed teh je opisana v diplomskem delu iz logistike, ki je obravnavalo scenarije vpeljave električnega ali hibridnega avtobusa v Javno podjetje Marprom.

V diplomskem delu se razdela primerjava med obstoječim dizelskim avtobusom starejše izdelave, ter novim hibridnim in novim baterijskim. Marprom si je izposodil avtobusa in ju preizkusil na lastnih linijah, ter ugotovil spodnje.

Za izračun stroška za 2022 je bila uporabljena trenutna regulirana cena dizla 1,7 EUR/L. Za izračun elektriko je bila uporabljena cena 0,15 EUR/kWh, kar je trenutna srednja cena med višjo, manjšo in enotno tarifo za poslovnega uporabnika.

Kljub drastičnim podražitvam energije je v letu 2022 obratovanje električnega avtobusa še vedno 3x do 5x ugodnejše na kilometer.

Viri:

• Nova avtobusa brez emisij izpušnih plinov in hrupa, marprom.si
• Maribor z današnjim dnem bogatejši za dva električna avtobusa, lokalec.si
• Iveco E-way
• LTO battery
• Vpeljava električnega ali hibridnega avtobusa v Javno podjetje Marprom d.o.o., diplomsko delo
• Bus Electrification: A comparison of capital costs
• Po Kranju bo prihodnje leto vozilo osem e-avtobusov