Elektrownie: wykorzystanie wodoru do wytwarzania energii elektrycznej
W jaki sposób osiągnąć cele dekarbonizacji w obliczu rosnącego zapotrzebowania na energię
Wodór to wyjątkowy surowiec energetyczny: podczas jego spalania wytwarzane są duże ilości ciepła, przy zerowej emisji CO2 . Ponadto wodór jest wykorzystywany w ogniwach paliwowych wytwarzających energię elektryczną, które w wyniku czystej reakcji chemicznej wytwarzają jedynie parę wodną jako produkt uboczny. To sprawia, że wodór to paliwo stanowiące przełomowy surowiec dla czystych i zrównoważonych rozwiązań energetycznych, zwłaszcza gdy jest produkowany z wykorzystaniem energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych (tzw. zielony wodór). Wysokie są jednak wymagania dotyczące aparatury pomiarowej.
Najważniejsze fakty
160 GW of electrolyzers
installed annually on average up to 2050 to meet the electricity demand for green hydrogen production
Ekosystem wodorowy
©Endress+Hauser
©Endress+Hauser
©Endress+Hauser
Endress+Hauser oferuje szeroką gamę produktów, usług i rozwiązań poprawiających niezawodność i bezpieczeństwo całego łańcucha wartości H₂.
Proces domieszkowania wodoru w siłowniach opalanych gazem.
Proces przygotowania wody zasilającej do procesu elektrolizy.
©Endress+Hauser
Domieszkowanie wodoru w celu współspalania z gazem ziemnym w turbinach
Firmy energetyczne zajmujące się produkcją, przetwarzaniem, transportem i dystrybucją gazu ziemnego pracują obecnie nad przyszłościowymi rozwiązaniami, w których wodór będzie stanowił znaczącą część miksu energetycznego. Przy wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii do niskoemisyjnego wytwarzania energii, wodór może być alternatywą lub dodatkiem do konwencjonalnych paliw do turbin gazowych. W nadchodzących latach i dekadach gaz ziemny będzie mieszany z wodorem w coraz wyższych stężeniach.
Nasza wiedza ekspercka
Dzięki rozwiązaniom Endress+Hauser do pomiaru parametrów procesu, nowa elektrownia Long Ridge Energy (LRE) to doskonały przykład opłacalnego ekonomicznie wykorzystania czystego wodoru w produkcji energii. Siłownię wyposażono w przepływomierze Coriolisa i analizator Raman Rxn5 do pomiaru i sprawdzania szybkości dozowania H2 oraz stopnia wymieszania gazów. Wiarygodna, prawie natychmiastowa informacja zwrotna o składzie mieszanki gazowej pozwala zapobiegać nagłym zmianom zawartości wodoru w mieszaninie, co mogłoby zniszczyć układ spalania.
- Analizator Raman Rxn5 dostarcza w czasie rzeczywistym wiarygodne dane o szybko zmieniającym się składzie, domieszkowanych wodorem paliw gazowych zasilających turbinę gazową
- Przepływomierze masowe Coriolisa umożliwiają wieloparametrowy pomiar strumieni gazów, zapewniają najwyższą dokładność pomiaru strumienia masy i skorygowanego strumienia objętości wodoru i gazu ziemnego, posiadają także akceptowane na całym świecie dopuszczenia do pomiarów rozliczeniowych
- Zgodność z przepisami EPA (40 CFR część 75) dzięki zastosowaniu wiarygodnych przepływomierzy paliw
©Endress+Hauser
Zapewnienie jakości wodoru wykorzystywanego w ogniwach paliwowych
Zapewnienie niezawodnej i efektywnej pracy ogniw paliwowych wymaga wodoru o wysokiej czystości. Zazwyczaj polega to na usuwaniu zanieczyszczeń do poziomu spełniającego określone normy, np. normy Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej (ISO). Produkcja i dostawa wodoru wysokiej jakości to kluczowy element dla pomyślnego wdrożenia technologii ogniw paliwowych w różnych aplikacjach, np. w transporcie i wytwarzaniu energii w elektrowniach stacjonarnych.
Nasza wiedza ekspercka
Produkowane przez Endress+Hauser przepływomierze Coriolisa umożliwiają bezpieczny pomiar i kontrolowanie przepływu wodoru. Analizatory optyczne gazu wykrywają obecność zanieczyszczeń takich, jak wilgoć (H2O) i tlen (O2) z dokładnością do kilku części na milion. Bezkontaktowa metoda pomiaru gwarantuje wysoką wiarygodność wyników, bezobsługową pracę, co zapewnia że wodór spełnia wymagania norm jakościowych.
- Gwarantowana jakość i najwyższa dokładność pomiaru; weryfikacja danych spełnia wymogi dla pomiarów rozliczeniowych
- Trwała i niezawodna konstrukcja zapewnia łatwość montażu, uruchomienia i wysoką trwałość eksploatacyjną
- Zanieczyszczenia medium procesowego są wykrywane szybko dzięki bardzo krótkim czasom odpowiedzi
- Wysoka dyspozycyjność dzięki wbudowanym funkcjom diagnostyki, weryfikacji i monitoringu Heartbeat Technology
©Endress+Hauser
Zielony wodór powstały w wyniku elektrolizy
Jednym z najważniejszych etapów elektrolizy jest przygotowanie wody zgodnie z określoną specyfikacją jakości, która zależy od typu elektrolizera. Niezbędny jest pomiar takich parametrów, jak poziom, przepływ, ciśnienie, przewodność i w niektórych przypadkach pH. W miarę powiększania skali instalacji zielonego wodoru, kolejnym parametrem umożliwiającym szybką identyfikację nieodpowiedniego przygotowania wody, którego nie dałoby się stwierdzić poprzez pomiar przewodności lub pH, może być wartość OWO.
Nasza wiedza ekspercka
Monitorowanie jakości wody na różnych etapach uzdatniania ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia niezawodności i efektywności procesu. Odkryj naszą bogatą ofertę czujników i analizatorów do bezpiecznego monitorowania tych procesów.
- Przepływomierz elektromagnetycznyPromag W 10: wysoka dokładność, możliwość pomiaru przewodności medium, czujnik 0xDN o pełnym przekroju rury (brak wymaganych odcinków prostych na wlocie i wylocie, brak spadku ciśnienia) i monitoring parametrów pracy dzięki Heartbeat Technology
- Wiarygodny pomiar przewodności wody ultraczystej w przypadku elektrolizerów PEM oraz wodorotlenku potasu bądź ługu sodowego w przypadku elektrolizerów alkalicznych w celu optymalnej kontroli jakości dzięki technologiiMemosens 2.0
- Przetworniki ciśnieniaCerabar PMP51B zapewniają doskonałą powtarzalność i stabilność długoterminową, jak również proste i zdalne uruchomienie punktu pomiarowego
©Endress+Hauser
Maksymalne bezpieczeństwo i specjalistyczna wiedza
Z uwagi na kluczowe znaczenie pomiaru w zapewnieniu bezpieczeństwa procesu, firma Endress+Hauser przystąpiła do organizacji Center for Hydrogen Safety (CHS), aby przyczynić się do zapewnienia bezpieczeństwa wodorowego i wspierać CHS w dostarczaniu informacji, wskazówek i wiedzy specjalistycznej na temat bezpieczeństwa wszystkim zainteresowanym podmiotom.
Nasza wiedza ekspercka
W zakresie ochrony obszarów zagrożonych wybuchem, klasyfikacji SIL czy testów funkcjonalnych przyrządowych systemów bezpieczeństwa (SIS), czy też konkretnych zagrożeń związanych z aplikacją (np. przenikaniem wodoru), nasi eksperci branżowi są do dyspozycji, aby udzielić szczegółowych informacji.
- Wiarygodna i dokładna aparatura pomiarowa dla separatorów gazu do procesów elektrolizy w produkcji zielonego wodoru
- Zapewnienie najwyższej jakości i niezawodności produktu zgodnie z wytycznymi dotyczącymi bezpieczeństwa funkcjonalnego (SIL) i cyberbezpieczeństwa, aby ograniczyć ryzyko i przestoje
- Lepsze zarządzanie konserwacją, cyklem życia i zasobami: Nasza platforma rozwiązań IIoT Netilion pomoże Ci w zarządzaniu bazą zasobów instalacji obiektowej, dokumentacją i danymi dostarczając szczegółowych informacji o kondycji i stanie funkcjonalnym Twojej aparatury
Nasza oferta
Oferta obejmuje urządzenia pomiarowe, usługi i rozwiązania dla systemów wytwarzania energii z paliwa wodorowego lub wykorzystujące wodór: przepływomierze umożliwiające obniżenie kosztów, zapewnienie zgodności z przepisami i wydłużenie żywotności turbin dzięki ograniczeniu ryzyka cofania się płomienia, aparaturę analityczną do zapewnienia jakości wody, przetworniki ciśnienia z membraną pomiarową, pokrywaną złotem dla większego bezpieczeństwa, czujniki temperatury zapewniające optymalną pracę, aparaturę do pomiaru czystości paliwa dla zapewnienia maksymalnej wydajności ogniw paliwowych, oraz spektroskopy Ramana do analizy składu gazu.
- Sprawdzone technologie i rozwiązania wykorzystujące wodór zapewniające bezpieczeństwo i niezawodność
- Wspieramy naszych klientów na ich drodze ku transformacji cyfrowej, która ma kluczowe znaczenie dla zdecentralizowanego zaopatrzenia w energię i transformacji energetycznej
- Bogate portfolio: odpowiednio dobrana aparatura pomiarowa od jednego dostawcy
- Bezkonkurencyjna dokładność i wiarygodność pomiaru ilości, jakości i składu gazu
- Zwiększenie dyspozycyjności systemu przy jednoczesnym obniżeniu kosztów eksploatacji: Heartbeat Technology to sprawdzona koncepcja kompleksowej diagnostyki, weryfikacji i monitoringu, opracowana przez Endress+Hauser