Waterstof - belangrijke energiedrager om decarbonisatiedoelen te halen
Hoe u voor kwaliteit en naleving van de regelgeving in de hele waterstofwaardeketen zorgt
In de transitie naar een netto-nul-economie is waterstof een veelbelovende energiedrager waarmee de koolstofuitstoot in de olie- en gasindustrie kan worden verminderd. Waterstof brengt uitdagingen met zich mee op het gebied van transport, opslag en gebruik. Daarom is deskundig advies over nauwkeurige en betrouwbare metingen uiterst belangrijk. Ons uitgebreide assortiment biedt producten waarmee de prestaties kunnen worden geoptimaliseerd en tegelijkertijd de milieuregels worden nageleefd.
Belangrijke feiten
USD 80 billion
average annual global investment in H2 infrastructure to increase tenfold by 2050 (IEA)
Het waterstof-ecosysteem
Met waterstof is het mogelijk om industrieën te decarboniseren, hernieuwbare energiebronnen te integreren en mobiliteit emissievrij te maken. Het is een schone energievorm. De vraag naar waterstof komt vooral van raffinaderijen, ammoniakproducenten en andere industrieën. Waterstof kan uit diverse bronnen worden gewonnen, denk aan fossiele brandstoffen, industriële processen, biomassa en hernieuwbare energiebronnen. Het wordt aangeduid als grijs, blauw of groen afhankelijk uit welke bron het is gewonnen, en getransporteerd als gas of vloeistof (LH2) via pijpleidingen, vrachtwagens en schepen.
©Endress+Hauser
Nauwkeurige metingen tijdens productie, transport en opslag zijn van groot belang om de efficiëntie en de betrouwbaarheid in de hele waterstoftoeleveringsketen te garanderen.
Controleren van de waterstofkwaliteit in een elektrolyse-installatie
Groene waterstof kan worden geproduceerd door elektrolyse-installaties die gebruikmaken van hernieuwbare energiebronnen, zoals zonne- en windenergie. Het produceren van waterstof is een manier om overtollige zonne- en windenergie op te slaan op momenten dat er veel zon is of het hard waait, om deze pas later te gebruiken. Elektrolyse is het proces waarbij elektriciteit wordt gebruikt om water te splitsen in waterstof en zuurstof. Waterstof moet voldoen aan hoge kwaliteitsnormen, afhankelijk van de transportmethode en het eindgebruik, vooral in brandstofcellen (ISO 14687:2019).
Onze ervaring in de praktijk
Onze optische instrumenten voor vocht- (H2O) en zuurstofmetingen (O2) zijn robuust, betrouwbaar en onderhoudsvrij. De optische meetinstrumenten van Endress+Hauser bieden de volgende voordelen:
- Zeer korte responstijden voor het identificeren van procesverontreinigingen
- Geen bewegende delen, geen elektrolyt en duurzame optica – dus weinig onderhoud nodig
- Zeer betrouwbare constructie met halfgeleiderelementen voor een zeer hoge uptime
- Eenvoudig te installeren en in bedrijf te stellen en dankzij de toestandsbewaking met Heartbeat Technology jarenlang te gebruiken zonder dat onderhoud nodig is
Waterstofinjectie in aardgasnet
Waterstof kan, afhankelijk van de pijpleidingen, worden geïnjecteerd in het bestaande aardgasnet. Met elke hoeveelheid waterstof die in het aardgasnet wordt geïnjecteerd, neemt de hoeveelheid methaan, en dus CO₂ af. Injectiepercentages kunnen variëren van 10-20%, afhankelijk van de voorschriften. Om zowel de kwantiteit als kwaliteit van de mengsels te kunnen garanderen, moeten er voor het meten van de flow en de samenstelling betrouwbare instrumenten worden gebruikt.
Onze ervaring in de praktijk
Met de coriolis-flowmeters van Endress+Hauser kan de hoeveelheid waterstof die aan het aardgasnet wordt toegevoegd nauwkeurig en betrouwbaar worden gemeten. Om de uiteindelijke mengverhouding te bepalen wordt gebruikgemaakt van Raman-spectroscopie.
- Betrouwbare meting van de samenstelling met behulp van Raman-spectroscopie: met max. vier kanalen en glasvezellengtes tot 150 m kan een Raman-analyzer na het toevoegen van waterstof ook de waterstofsamenstelling over een grote leidinglengte bewaken
- Inline-meting voor meer veiligheid voor de operator en kortere responstijden: de sonde bevindt zich op afstand van de analyzer, dus er wordt geen monster naar de analyzer getransporteerd
- Coriolis-flowmeters kunnen multiparametermetingen uitvoeren in gasstromen, waaronder massaflow, dichtheid,
temperatuur en gecorrigeerde volumetrische flow
©Adobe
Waterkwaliteit meten voor productie van groene waterstof
Voor het elektrolyseproces is ultrazuiver water nodig. Om 1 kg waterstof te produceren, wordt 9 kg ultrazuiver water gebruikt, wat neerkomt op ruwweg 30 kg zeewater. Water dat niet aan de kwaliteitseisen voldoet, kan een negatief effect hebben op het elektrolyseproces en de OPEX verhogen. Geleidbaarheid is de belangrijkste kwaliteitsparameter. Deze is over het algemeen < 1 μS/cm bij alkaline-elektrolyzers en < 0,1 μS/cm bij PEM-elektrolyzers.
Onze ervaring in de praktijk
Zeewater is een belangrijke bron gezien de schaarste aan zoet water in delen van de wereld. Wel zijn er diverse behandelingsstappen nodig om het water zo zuiver te krijgen dat het kan worden gebruikt in een elektrolyzer. De kwaliteit van het water dat aan het omgekeerde osmose-membraan (RO-membraan) wordt toegevoerd, moet nauwlettend in de gaten worden gehouden om de efficiëntie te controleren, reiniging of regeneratie in gang te zetten en te zorgen voor een adequate waterkwaliteit. Endress+Hauser beschikt over een breed scala aan sensoren en analyzers om deze processen te bewaken.
- Dankzij het gebruiksgemak en de flexibele inzetbaarheid zijn de meerkanaals transmitters perfect voor installaties met meerdere Memosens 2.0 -sensoren
- Bij de alkalische elektrolyse wordt de pH gemeten om de elektrolytoplossing in de gaten te houden; de state-of-the-art Memosens 2.0-technologie zorgt voor een betrouwbare werking en een hoge uptime
- Bij industriële waterstofinstallaties is het van groot belang dat ook de organische verontreiniging (TOC) of onzuiverheden, zoals silicaat en natrium, in het voedingswater van de elektrolyzer nauwkeurig worden gemeten
©Adobe
LOHC - een eenvoudige manier om waterstof te distribueren en op te slaan
Vloeibare organische waterstofdragers (LOHC's) zijn organische verbindingen die waterstof opnemen en afgeven via chemische reacties. LOHC's worden beschouwd als een haalbare methode om waterstof op te slaan en over lange afstanden te transporteren via de bestaande infrastructuur.
Onze ervaring in de praktijk
Zowel tijdens de hydrogenering als de dehydrogenering treden hoge temperaturen op. Diverse meetpunten zijn nodig voor het bewaken en controleren van de reactie. Met de producten van Endress+Hauser kunt u de procesefficiëntie, veiligheid en productkwaliteit garanderen.
- Uitgebreid aanbod aan producten, diensten en oplossingen
- Coriolis-, thermische en vortex-flowmeetinstrumenten met online in-situ-verificatie om de hydrogeneringsprocessen te optimaliseren
- Nauwkeurige niveaumeting in opslagtanks
©Endress+Hauser
Servometers voor niveaumetingen in tanks met vloeibare waterstof
Het opslaan van vloeibare waterstof is een cryogeen proces. Vanwege de extreme temperaturen van -253 °C (-423,4 °F), het verdampingsgas en de dampdruk vormen tankniveaumetingen een hele uitdaging. Voor een veilige en nauwkeurige tankniveaumeting zijn betrouwbare niveaumeters en onafhankelijke alarmmeters voor overvulling zeer belangrijk.
Onze ervaring in de praktijk
Met de servometers van Endress+Hauser kan het peil van de vloeistof exact worden gemeten. Deze meetmethode en -technologie wordt niet beïnvloed door de dampdruk en de temperatuur. Een veilige, betrouwbare en nauwkeurige niveau- en dichtheidsmeting van vloeibaar waterstof is dus gegarandeerd.
- Grotere veiligheid dankzij betrouwbare en nauwkeurige niveau- en dichtheidsmetingen van vloeibaar waterstof
- Periodieke verificatie zonder procesonderbrekingen
- Veilige en nauwkeurige tankniveaumetingen
©Endress+Hauser
Stoommethaanreforming (SMR) en blauwe waterstof
Stoommethaanreforming (SMR) is het meest gebruikte proces om waterstof te produceren in raffinaderijen. Procesuitdagingen zijn onder andere hoge temperaturen, de aanwezigheid van een katalysator en de noodzaak om het proces te regelen met zo min mogelijk veranderingen. Bij de productie van blauwe waterstof wordt SMR toegepast met koolstofafvang in de procesketen.
Onze ervaring in de praktijk
Met de producten van Endress+Hauser kunt u de efficiëntie van uw reformingproces verbeteren en tegelijkertijd de uitstoot van broeikasgassen verminderen. Raman-spectroscopie biedt een aantal belangrijke voordelen om de efficiëntie van het SMR-proces te verbeteren en emissies te verminderen:
- Gelijktijdige meting van inkomend aardgas en syngas, inclusief H2, voor SMR-optimalisatie
- Meting aan de monsterkraan, waardoor verwarmde monsterleidingen overbodig zijn
- Geen draaggassen zoals bij conventionele methoden
- Geen afgefakkeld gas dankzij een niet-destructieve analyse onder hoge druk, waardoor het gemeten gas kan worden teruggevoerd naar het proces
Hoe we kunnen helpen
Het is belangrijk dat zeer betrouwbare meetinstrumenten worden gebruikt in de hele waardeketen van waterstof – van productie tot eindgebruik. Om eerlijke transacties te garanderen, moeten coriolis-meters de hoeveelheid geleverde waterstof nauwkeurig meten. Om aan de kwaliteitsnormen te voldoen, speelt de meting van de waterstofkwaliteit ook een cruciale rol. Endress+Hauser biedt instrumenten en oplossingen die perfect zijn voor waterstofproductie- en liquefactie-installaties.
- Uitgebreid assortiment: hoogwaardige meetinstrumenten van één leverancier
- We zijn uniek bij het leveren van nauwkeurige en betrouwbare kwaliteit, kwantiteit en samengestelde metingen
- State-of-the-art communicatieprotocollen beschikbaar op alle meetpunten voor een naadloze integratie
- Eenvoudige installatie en inbedrijfstelling: onderhoudsvrije werking dankzij de toestandsbewaking met Heartbeat Technology van Endress+Hauser
- Nauwkeurige metingen voor een betrouwbare custody transfer