Mittaustekniikka varmistaa laadun vedyn tuotannossa

MESSTECHNIK

Lisätiedot: Veroffentlicht: 05.03.2024; Viimeksi päivitetty: 08.04.2024; Hits: 1805

Globaali vetytalous on täydessä vauhdissa ja on tärkeä osa energiamuutosta. Jumo haluaa osallistua tähän kehitykseen ja asemoida sen kanssa mittaus järjestelmä- ja ratkaisutoimittajana Vedyn tuotanto. Druck- ja lämpötila-anturit, johtavuusanturit tai Painelähettimet varmistaa laatu täällä.

Jumo vedyn tuotanto

Pitoisuus

Globaalin vetytalouden nykytila
- Syitä puhtaan vedyn käyttöön
Vedyn tuotannon tekniset vaatimukset
- Ultrapuhdas veden valvonta elektrolysaattorissa
- Mittaustekniikka vedyn tuotantoon
Vety ja tulevaisuus
- H2:n mahdolliset käyttöalueet
Häufig gestellte Fragen

Globaalin vetytalouden nykytila

Euroopan tavoitteena Vihreät tarjoukset EU-komissio on asettanut itselleen tavoitteen, että vuoteen 2050 mennessä ei enää synny kasvihuonekaasujen nettopäästöjä. Tämä tarkoittaa, että Euroopasta pitäisi tulla ensimmäinen ilmastoneutraali maanosa maan päällä. Myös Kanadassa, USA:ssa ja Aasian ja Tyynenmeren alueella tehdään suuria ponnisteluja käynnistääkseen siirtymisen resurssitehokkaaseen, kilpailukykyiseen ja moderniin talouteen.

Laajentuminen Uusiutuvat energiat liittyy suoraan H2-talouden nousuun. Vihreän vedyn tuottamiseen tarvittavan sähkön on oltava peräisin uusiutuvista energialähteistä. Tämä vaatii epäilemättä siltatekniikoita vedyn tuottamiseksi.

Lukuvinkki: Täytä vedyllä oikealla paineella

Saksa muotoilee EU:n vetystrategian "Kansallisen vetystrategian päivityksessä" itselleen, kuten muutkin Euroopan maat. Esimerkiksi Ranska tekee näin. B. osana "Ranska 2030" -suunnitelmaa. Vuosi 2030 on aina tärkeä virstanpylväs. Vuoteen 2030 mennessä Euroopan komissio on asettanut tavoitteekseen vähentää kasvihuonekaasujen nettopäästöjä vähintään 55 prosenttia vuoteen 1990 verrattuna.

Syitä puhtaan vedyn käyttöön

Vedyn ratkaisevaan rooliin energiamuutoksessa on useita syitä:

Elementtiä H2 voidaan käyttää monipuolisena energialähteenä Sauber syntyä. Lisäksi vetyä jää jäljelle, kun sitä poltetaan tai käytetään polttokennot sivutuotteena vain vettä. Tämä auttaa vähentämään kasvihuonekaasupäästöjä ja tekee siitä houkuttelevan vaihtoehdon fossiilisille polttoaineille.
Toinen vetyteknologian etu on sen tallennuskapasiteetti. Pitkäaikaisena energian varastointilaitteena se palvelee ihanteellisesti uusiutuvista energialähteistä saatavaa ylimääräistä sähköä. Elektrolyysiprosessi jakaa veden vedyksi ja hapeksi. Syntynyt vety voidaan varastoida ja tarvittaessa muuttaa myöhemmin takaisin sähköksi tai lämmöksi.
Vety tarjoaa myös mahdollisuuden vaikeasti sähköistettäviin sektoreihin dekarbonoida. Esimerkkejä ovat teräksen tuotanto, lentoliikenne, raskas tavaraliikenne ja laivaliikenne. Näissä käytetään vetyä energianlähteenä aloilla pystyvät vähentämään päästöjään huomattavasti.

On tänään Edistyminen vetyteknologiassa, mikä saavutetaan kilpailukykyisin kustannuksin sekä parannetun vedyn tuotannon, varastoinnin ja jakelun infrastruktuurin avulla. Myös yhteistyö hallitusten, yritysten ja Tutkimusn tilat puhuvat tekniikan puolesta.

Vedyn tuotannon tekniset vaatimukset

Vedyn käyttö mm Energian lähde tuo mukanaan erityisiä materiaalivaatimuksia, joilla on keskeinen rooli järjestelmien tehokkuudessa, turvallisuudessa ja pitkäikäisyydessä. Koska vetyä käsitellään korkeassa paineessa ja joskus korkeissa lämpötiloissa, käytettyjen materiaalien on myös kestettävä tällaisia olosuhteita.

Vety + polttokenno: komponentit energiantuotantoon

H2 voi olla varma tarvikkeet tunkeutua ja muuttaa siten niiden rakennetta. Tämä voi aiheuttaa halkeamia ja murtumia. Erikoiseokset, pinnoitteet ja materiaaliyhdistelmät vähentävät vedyn imeytymistä ja säilyttävät materiaalin pitkäaikaisen kestävyyden.

Myös vetyteknologian oheislaitteita koskevat vaatimukset ovat muuttuneet. Yhden käyttämiseen elektrolysaattori Tarvitaan esimerkiksi erittäin korkealaatuista ultrapuhdasta vettä, joka jaetaan vedyksi ja hapeksi sähköenergialla.

Ultrapuhdas veden valvonta elektrolysaattorissa

Jumo SafetyM turvalämpötilarajoittimella voidaan toteuttaa täydelliset turvallisuusmittausketjut, esimerkiksi vedyn lämpötilan seurantaan vedyn tankkausasemilla. Elektrolyysilaitteita on saatavana eri malleina, joissa kaikissa on tulokoko Ultrapuhdas vesi tehdä työtä. Elektrolysaattorissa kaksi elektrodia on upotettu veteen, positiivinen anodi ja negatiivinen katodi.

Jos veden läpi johdetaan sähkövirtaa, ultrapuhdas vesi H halkeaa₂O hänen elektrodeissaan kaasumaiset komponentit H₂ ja O₂ päällä. Tuotetut kaasut kerätään erikseen ja voidaan sitten käyttää erilaisiin käyttötarkoituksiin tai jatkokäsitellä varastointia varten.

PEM-elektrolysaattorit Niissä on esimerkiksi kalvo, joka erottaa anodin ja katodin hapen erottamiseksi vedystä. Alkalisissa elektrolyysaattoreissa liuos sen sijaan toimii elektrolyyttinä, joka kuljettaa ioneja elektrodien välillä rinnakkain.

Tärkeä mittaus elektrolysaattorille on ultrapuhtaan veden laadun jatkuva valvonta ja valvonta tuloaukossa. Tämä tehdään käyttämällä johtavat mittausanturit, jotka tuottavat johtavuuden yksikössä µS/cm. Tämä jatkuva valvonta suojaa vaurioilta, takaa komponenttien mahdollisimman pitkän käyttöiän ja pidentää huoltovälejä.

Mittaustekniikka vedyn tuotantoon

Jumo Siras P21 -painelähetin mittaa luotettavasti ja tarkasti vedystä ja muista nesteistä, höyryistä ja kaasuista. Myös Jumo kokee vetyliiketoiminnan merkittävän elpymisen ja näkee tällä alueella valtavia kasvumahdollisuuksia. Yritys mukauttaa mittaustekniikkaansa käytettäväksi mm Vetytekniikka klo. Tarvittaessa tämä varmistetaan vastaavasti. Tätä tarkoitusta varten olemassa olevia tuotantotiloja on vain vähän muutettu. Tarvittavat yksikkömäärän lisäykset saadaan usein aikaan tuotantoreservistä.

Kattavien turvatoimien lisäksi vedyn käsittely vaatii myös mittausosaamista. Tämä koskee vedyn tuotantoa erittäin puhtaasta vedestä sekä elektrolysaattorin syöttöä tai elektrolyyttisen johtavuuden valvontaa. Digitaalinen, räjähdyssuojattu Druck- ja lämpötila-anturit Jumo varmistaa termodynaamisten prosessien seurannan ja turvallisuuden. Lukuisat DAX-listatut Saksan teollisuuden yritykset asentavat nämä ratkaisut järjestelmiinsä.

Kaksi tällaista mittausjärjestelmää on johtavia Johtavuusanturit "Tecline CR" ja "Digiline CR". Anturi- ja automaatioratkaisujen kehityskumppanina Jumo tarjoaa myös yksilöllisiä järjestelmäratkaisuja asiakaskohtaisiin elektrolyysikonsepteihin.

Vety ja tulevaisuus

Vety on ollut olemassa vuosikymmeniä tärkeä raaka-aine eri toimialoilla. Kemianteollisuudessa H₂ käytetään metanolin, ammoniakin ja muiden tuotteiden valmistukseen. Öljynjalostamolla H₂ käytetään polttoaineiden rikinpoistoon. Sen ilmastoneutraali tuotanto mahdollistaa teollisuuden hiilidioksidipäästöjen vähentämisen. Lisäksi teollisuus avaa suuria mahdollisuuksia monissa uusissa sovelluksissa ilmastoneutraaliuden saavuttamiseksi.

IO-moduuli turvaa Resaton vetytäyttöasemat

Energiaintensiivinen raskaan teollisuuden on alkanut ohjata vetyä terästuotannon polttoaineena ja haluaa käyttää sitä CO 2 -päästöjen vähentämiseen. Kuljetuksessa vety nähdään polttokennojen tulevaisuuden polttoaineena. Teknologiaa edistetään erityisesti energialähteenä linja-autoissa ja junissa, raskaassa tavaraliikenteessä, merenkulussa ja lentoliikenteessä. Energian jakeluverkossa vety voi toimia pitkäaikaisena varastona ja esimerkiksi kompensoida sähköntuotannon vaihteluita, jakaa kaasuverkon kautta tai muuntaa lämmöksi.

H2:n mahdolliset käyttöalueet

Mahdolliset sovellusalueet tulevat kilpailukykyisemmiksi saatavuuden mukaan vihreä vety tulla houkuttelevammaksi. Vedyn laajassa käytössä osana sektorien kytkentää on lisäpotentiaalia. Vety on yhdistävä lenkki ns Power-to-X-tekniikat. Vedyn ominaisuudet ja mahdolliset sovellukset tasoittavat tietä tehokkaille aloille, kuten sähköntuotantoon, lämmöntuotantoon, liikenteeseen ja teollisuuteen.

Häufig gestellte Fragen

Miten vetyä voidaan tuottaa?

Vetyä voidaan tuottaa pääasiassa seuraavilla prosesseilla:

elektrolyysi: Vesi (H 2 O) jaetaan vedyksi (H 2) ja hapeksi (O 2) sähkövirralla. Jos käytetty sähkö tulee uusiutuvista energialähteistä, niin tuotettua vetyä kutsutaan vihreäksi vedyksi.
Maakaasun höyryreformointi: Maakaasu (pääasiassa metaani, CH 4) yhdistetään höyryn kanssa korkeissa lämpötiloissa ja paineessa, jolloin muodostuu vetyä ja hiilidioksidia (CO₂). Tämä on tällä hetkellä yleisimmin käytetty menetelmä, mutta tuloksena on "harmaata vetyä", kun CO₂ vapautuu.
Terminen hajoaminen metaani (Pyrolyysi): Metaani kuumennetaan lämmönkestävässä reaktorissa, jolloin syntyy vetyä ja kiinteää hiiltä vapauttamatta CO₂. Tämä prosessi voi johtaa "turkoosiin vetyyn", jos energia tulee kestävistä lähteistä.
vety ulos Biomassa (Bio-vety): Vetyä voidaan tuottaa myös biomassaa kaasuttamalla tai pyrolyysillä. Tämä prosessi voi vaihdella käytetyn tekniikan ja raaka-aineiden mukaan.

Kuinka paljon sähköä kuluu tuottamaan 1 kg vetyä?

Tuottamiseen 1 kg vetyä Elektrolyysi vaatii noin 50-55 kWh sähköenergiaa järjestelmän tehokkuudesta ja käyttöolosuhteista riippuen. Tämä arvo voi vaihdella elektrolyysiprosessin ja koko järjestelmän tehokkuuden mukaan.

Mitä tarvitset vedyn tuottamiseen?

Vedyn tuottamiseksi tarvitset olennaisesti:

Eine energia: Elektrolyysiin tarvitaan sähköenergiaa. Vetynuotannon kestävyys riippuu siitä, käytetäänkö uusiutuvia energialähteitä, kuten tuuli-, aurinko- vai vesivoimaa.
Vesi: Elektrolyysissä käytetään raaka-aineena vettä (H2O), joka jaetaan vedyksi (H2) ja hapeksi (O2).
Einen Elektrolysaattori: Laite, joka suorittaa elektrolyysin. Se käyttää anodia ja katodia elektrolyytissä jakaakseen veden vedyksi ja hapeksi.
Muihin vastaaviin valmistusprosesseihin Höyryreformointi vaatii maakaasua ja katalyyttiä, kun taas biomassan kaasutus vaatii orgaanisia materiaaleja.

Kuinka paljon vettä tarvitaan vedyn tuottamiseen?

Elektrolyysin tuottamiseen tarvitaan noin 1 kg vetyä 9 litraa vettä. Tämä arvo voi vaihdella hieman riippuen elektrolyysiprosessin tehokkuudesta ja erityisistä käyttöolosuhteista.