Demille vety (H2) vaihtoehtoisena polttoaineena läpimurron saavuttamiseksi tarvitsemme houkuttelevia vetyautoja ja korkean suorituskyvyn hyötyajoneuvoja, jotka voidaan tankata valtakunnallisessa tankkausasemainfrastruktuurissa. Vastaavan vedyn rakenne bensa asemat vaatii paljon mittaus, jotta turvallisuus vedyllä tankattaessa on taattu. WIKA tarjoaa tähän monimutkaisen instrumentoinnin, kuten venttiilit, lämpötila- tai paineanturit.

Täytä vedyllä Wika

 

Pitoisuus


"Bensiinin" ja "dieselin" loppu on lähellä

Ilmastonmuutos on ilman kattavaa liikkuvuuden muutos ei pysähdy, saati kääntyä takaisin. Perinteiset polttomoottorit on siksi korvattava ympäristöystävällisillä vaihtoehdoilla, kuten esim. B. polttokenno tai sähkökäyttö voidaan vaihtaa. Bensiini- tai dieselkäyttöisten ajoneuvojen asteittaista luopumista nopeutetaan, mitä enemmän päästöttömällä ajolla varustetuille ajoneuvoille on kysyntää.

Vetykäyttöiset ajoneuvot ovat yhä enemmän keskittymässä täällä, koska H2 polttokenno sen suorituskykytiedot ovat samanlaiset kuin bensiini- tai dieselkäyttöisillä ajoneuvoilla. H2-liikkuvuudelle tieliikenteessä asetetaan kunnianhimoisia tavoitteita maailmanlaajuisesti, erityisesti hyötyajoneuvoalalla. Logistiikka- ja kuljetusyritykset ovat jo alkaneet muuttaa kalustoaan vetykäyttöisiksi ajoneuvoiksi. Vetykäyttöiset autot ilmestyvät myös kaduille yhä useammin.

Vedyn tankkausinfrastruktuurin laajentaminen

Ympäristöystävällisen liikkuvuuden edelleen kehittäminen riippuu ratkaisevasti vastaavan huoltoasemainfrastruktuurin laajentamisesta. Tarvitsemme myös sopivan vedyn tankkausasemaverkoston, joka takaa ilman kiertoteitä. Tällä hetkellä niitä on maailmanlaajuisesti noin 700 Vedyn tankkausasema (HRS). Määrän odotetaan kasvavan 2030 6000:een vuoteen 95 mennessä. Saksassa meillä on tällä hetkellä Euroopan tihein vetyn tankkausasemaverkosto. Tällaisia ​​H2-tankkausasemia oli vuoden alussa toiminnassa yhteensä XNUMX kappaletta.

Vastaavasti vetytankkausasemien infrastruktuurin laajentamiseen, tuotantoon vihreää vetyä lisääntyä. Tämä tarkoittaa, että vetyä voidaan saada elektrolyysillä Uusiutuvat energiat tarkoitti. Tämä on ainoa ilmastoneutraali energiantuotantomuoto. Energiayhtiö EnBW:n tietojen mukaan Saksassa 40 laitosta tuottaa tällä hetkellä vihreää vetyä. Tällaiset elektrolyysilaitteet sijaitsevat ihanteellisesti suurten tuulipuistojen tai aurinkopuistojen lähellä.

Tuotteesi toimitetaan vetytankkausasemalle niin sanotuissa putkiperävaunuissa. Nämä ovat perävaunuja, joissa on seitsemän putkimaisen terässäiliön yhdistelmä. Säiliöt korvataan yhä useammin Type IV hiilikuitusäiliöillä, koska ne tarjoavat korkeamman säiliöpaineen 500 bar tai enemmän aiemman 200 baarin sijaan. Ne ovat myös kevyempiä, mikä mahdollistaa suuremman hyötykuorman. Tämä tarkoittaa, että 1 t polttoainetta voidaan kuljettaa säiliöautolla. Vertailun vuoksi henkilöauton säiliön täyttö on noin 4-5 kiloa, kuorma-auton 40 kiloa ja trendi on nouseva.

Vetyinfrastruktuurin standardit ovat edelleen kehitteillä

Infrastruktuurin kehittämisen ohella vetyteollisuus työskentelee edelleen standardiensa mukaisesti. Uusia ohjeita laaditaan ja olemassa olevia eritelmiä mukautetaan uuteen kehitykseen. Teollisuus vaatii komponenttien ja prosessien kattavaa standardointia. H2:n käyttökelpoisuus polttoaineena on asetettava globaalille pohjalle - samalla kun varmistetaan paras mahdollinen turvallisuustasot ymmärsi.


Jumo vetymittaustekniikkaLukuvinkki: Mittaustekniikka vedyn tuotantoon 


Klingenbergin Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG:n ja muiden mittaustekniikan valmistajien, jotka tarjoavat tuotteita huoltoaseman valvontaan ja ohjaukseen, on vaikea löytää tietoa huoltoasemalla. muuttuvassa standardiympäristössä. Usein on edelleen epäselvää, mitkä suuntaviivat omalle vetyportfoliolle määritellään, olipa kyse sitten uusista ratkaisuista vai olemassa olevien tuotteiden muuntamisesta. Vetytankkausasemien pysyvät spesifikaatiot löytyvät esimerkiksi standardisarjasta ISO 19880. Ja tietysti H2:lla on myös hyvin erityisiä ominaisuuksia, jotka vaikuttavat mittaus- ja muun tekniikan sovelluskohtaiseen kehitykseen.

 

Kolme vedyn yleistä haastetta

 

Huoltoasemakohtaisista vaatimuksista huolimatta H2:n fysikaalis-kemialliset ominaisuudet ovat jo nyt merkittäviä Mittaustekniikan vaatimukset. Ne ovat seuraavat:

  • Koska vety on herkästi syttyvää, kiinteisiin sovelluksiin liittyy usein vastaavat vaatimukset Räjähdyssuoja käytetyistä laitteista. Pienen hiukkaskoonsa ansiosta H2 tunkeutuu materiaaleihin ja muodostaa ilmaan räjähtävän seoksen jo 4 %:n pitoisuuksina. Tästä syystä mittauslaitteiden prosessisovituksiin käytetään yleensä liitoksia hitsausliitoksilla tai metallitiivisteillä.

7 hyvää syytä vetykäyttöön ja polttokennoon


  • Koska H2-molekyylit ovat erittäin pieniä, ne tunkeutuvat metallirakenteisiin. Täällä voit aineellista haurautta Siksi vetykäyttöön tarkoitettujen mittalaitteiden valmistajat käyttävät mieluummin austeniittisia teräksiä, kuten 316L.
  • Vety heikkenee klo anturit mittaussignaalin haluttu pitkän aikavälin stabiilisuus. Sen tarttuminen vastukseen ja/tai sen tunkeutuminen elektronisen mittalaitteen herkkiin rakenteisiin voi johtaa signaalin poikkeamiseen tai mittausvirheeseen. Erotuskerrosten käyttö voi estää vedyn tunkeutumisen. Materiaaliksi tähän sopii esimerkiksi kemiallinen alkuaine kulta.

Korkeat paineet suurella lämpötila-alueella

Näiden vetysovellusten yleisesti sovellettavien vaatimusten lisäksi vetyn täyttöasemille laitteiden asentaminen asettaa muita erityisiä haasteita. Mittaustekniikan ja ohjaustekniikan on oltava täällä Paine jopa 900 bar suunniteltu lämpötiloihin -40° - +85°C. Nämä spesifikaatiot johtuvat H2-täyttöaseman rakentamisesta ja itse vedyn täytöstä:

Kuten jo mainittiin, vetyä toimitetaan putkiperävaunuissa tällä hetkellä 200 baarin paineessa. Sitten kompakti Kompressorit H2 korkeapainesäiliöissä lähes 900 baariin. Tämä tehdään useissa vaiheissa. Tämä puristus on sovitettu auton säiliön paineeseen 700 barissa. Kuorma-auton säiliön paine on tällä hetkellä edelleen 350 bar. Jatkossa se on tarkoitus nostaa 700 baariin laajentamaan kantamaa. Pumpun (annostelijan) ja ajoneuvon säiliössä olevien antureiden välillä vaihdetaan tietoja, joilla voidaan säätää tarvittavia paine- ja virtausarvoja.

Tankkausprosessin tulee myös olla mahdollisimman aikaoptimoitua paine ja lämpötila tärkeä rooli: Toisaalta mitä suurempi paine-ero ajoneuvon ja huoltoaseman välillä on, sitä nopeammin vety virtaa. Tässä ei saa ylittää ajoneuvon säiliöiden ilmoitettua painetta. Toisaalta säiliöreitin varrella oleva lämpötilakäyrä vaikuttaa, koska vety lämpenee laajeneessaan. Tästä syystä kaasu jäähdytetään ensin -40 °C:seen lämmönvaihtimella, jotta säilytetään se 85 °C, johon ajoneuvosäiliöt on määritelty. Mitä lähemmäs 85 °C lämpötila lähestyy, sitä enemmän tankkausprosessia on hidastettava ja säädettävä uudelleen jäähdyttämällä.

Monimutkainen instrumentointi vedyn täyttöasemilla

Kun otetaan huomioon nämä säiliöasemien mahdollisesti kriittiset kriteerit, täyttölinja Vetytäyttöasemat ovat monimutkaisia, ja niissä on lämpötila-, paine- ja virtausanturit sekä ilma- ja sulkuventtiilejä. Korkeista paineista johtuen virtausnopeuden valvontaan käytetään erityisesti Coriolis-virtausmittareita.


Lämpötilan ja paineen mittauspisteet vaikuttavat merkittävästi käyttöturvallisuus klo. Lämpömittareiden tulee olla lyhyet vasteajat ja paineenkestävät: suojaputken asennus ei sovellu tarvittavan nopean vasteen vuoksi. Lämpötila-anturin kärjen on kestettävä suojaamaton paine 875 bar asti. Sen on kuitenkin oltava niin kompakti, että se vaikuttaa mahdollisimman vähän mediavirtaan. Kartiokierreruuviliitos tiivistää mittauskohdan luotettavasti.


Vety + polttokenno: komponentit energiantuotantoon


Kuolla Paineanturit vetyn tankkausasemien nimellispaine on yleensä 1000 tai 1050 bar. Arvo saadaan ajoneuvon säiliön nimellispaineesta plus lämpötilaan liittyvästä turvatekijästä. Autolla se on 700 bar. Antureiden tulee kestää myös HRS:lle tyypillinen lämpötila-alue -40 °C ja +85 °C välillä. Lisäksi vaaditaan räjähdyssuojaus ja joissakin mittauspisteissä jopa SIL-sertifikaatti.

Vetytankkausasemien päätelmät ja näkymät

Valtakunnallisen vetyautojen tankkausasemainfrastruktuurin rakentamisen myötä mittaustekniikan valmistajat avautuvat uusia näkökulmia lupaavalla H2 Mobility -markkinasegmentillä. Koska tämä vaatii suuren määrän yhä tehokkaampia vetyn tankkausasemia ja elektrolyysilaitteita vihreän vedyn ilmastoneutraaliin tuotantoon. Suurilla H2-tankkausasemilla, joissa on sopiva tila, kuten moottoritien palvelualueilla, voi jopa olla kannattavaa tuottaa omaa vetyä vihreällä sähköllä. Myös puhtaiden vetyputkistojen rakentaminen tankkausasemien suoraa liittämistä varten tulevaan jakeluverkkoon on ajateltavissa.


Turck Resato H2IO-moduuli turvaa Resaton vetytäyttöasemat


Vetyinfrastruktuurin metrologiset vaatimukset voidaan suunnitella tarkoituksenmukaisemmin, kun nykyiset standardoinnit ovat suurelta osin valmiit. Vetyteollisuus pyrkii vähentämään tankkausasemien rakentamisen ja käytön kustannuksia standardoinnilla, tehokkailla komponenteilla ja optimoiduilla prosesseilla, jotta vedyn tankkauksesta tulee houkutteleva hinta. Mittaustekniikan valmistajalle tämä aiheuttaa lisävaatimuksia suuntaan tehokkuuden lisääminen.

Wika esittelee näyttelyssä Hannover Messe 2023.

Saatat olla myös kiinnostunut...

Vihreä vety etenemisessä Saksassa

Vihreä vety etenemisessä Saksassa

Saksan vetystrategiassa on liikettä. Niin sanottu vihreä...
Muunnin | Lähettimet paineelle, lämpötilalle ja muille

Muunnin | Lähettimet paineelle, lämpötilalle ja muille

Teollisiin sovelluksiin tarkoitettujen mittausanturien valikoimaan kuuluvat mm. Lämpötilalähetin ja painelähetin. Sisään...
Paineanturit | Paineenmittaustekniikka muuttuu digitaaliseksi

Paineanturit | Paineenmittaustekniikka muuttuu digitaaliseksi

Teollisuudessa laaja valikoima paineantureita varmistaa mekaanisesti mitatun muuttuvan paineen säätelyn ja...
Control Fair 2024 | Teollisuus odottaa jo innolla Stuttgartia

Control Fair 2024 | Teollisuus odottaa jo innolla Stuttgartia

Schall Messenin järjestämät vuosittaiset Control-messut keskittyvät esittelyyn ja...

Kirjoittajan tiedot
Christian Wirl

Christian Wirl on WIKA Alexander Wiegand SE + Co. KG:n vetysalkunhoitaja, Klingenberg.