グリーン水素とは何か?

水素は電気を用いて水を水素と酸素に分解する電気分解によって製造されます。 グリーン水素製造には次のことが当てはまる:使用される電力は再生可能な資源から供給されなければなりません。

それに対して、例えば:

  • 化石燃料から製造される灰色の水素、
  • ピンク色の水素は原子力エネルギーを使用するためCO₂は発生しないが、放射性廃棄物は発生する、
  • と青色水素があり、その中でCO₂を回収して貯蔵する(炭素回収)。

したがって電解は水素バリューチェーンの最初の、そして決定的なステップです。

自動化がバリューチェーン全体のプロセスを改善する方法をご覧ください。

1.生産

水素バリューチェーンの出発点は電気分解です。 再生可能エネルギー源からの電力を使って、水を水素と酸素に分解します。 フレームワークの条件によって、さまざまな電解槽技術が使用される:

  • 柔軟な負荷変動に対応するPEM、
  • アルカリ性プロセス、実績のあるプロセスに基づく、または
  • SOECによる高温電解で効率を最大化。

自動制御システムにより、温度、圧力、媒体流量が常に最適な範囲内に保たれ、最大の効率とシステムの可用性を実現します。

2.水素処理

製造されたばかりの水素がすぐに純粋になることはほとんどない。 水分や酸素の残留物、その他の不純物が含まれていることが多い。 水素処理のための特別なシステムは水素を要求される品質(最高純度99.999 %)にします。 これは腐食、効率の低下、下流システムの損傷を防ぐ決定的な要因です。 自動化システムは関連するすべてのプロセスパラメーターをリアルタイムで監視し、逸脱に対応し、エネルギーと運転資源の使用を最適化します。 これにより、セキュリティが向上するだけでなく、プロセス全体がより効率的になり、拡張も容易になります。

3.圧縮と保存

水素は常圧ではエネルギー密度が非常に低い。 効率的に輸送したり保管したりする方法はいくつかある:

  • 350~500 barまでのコンプレッサによるガス圧縮、
  • 強い冷却による液化、あるいは
  • 分子を水素含有化合物に化学変換すること。

圧力制御、充填、モニタリングはシームレスで信頼できるものでなければなりません。 精密なバルブ技術と信頼性の高いセンサが、安定した安全運転を保証します。

4.ディストリビュータと輸送

生産現場から使用場所までのルートは実にさまざまに見える:パイプラインやトレーラーから現場での生産まで、あらゆることが可能です。 いずれにせよ、輸送は安全で、損失が少なく、経済的でなければなりません。 自動監視システムはリークや圧力変動を早い段階で検知し、流量やバルブ位置をリアルタイムで制御します。

5.アプリケーション

グリーン水素の応用範囲は広い。 化学工業や鉄鋼生産の分子として直接利用でき、合成天然ガスや燃料の生産にも使用されます。 水素は燃料電池で発電に利用され、対応する自動車での移動におけるCO2排出削減に貢献します。 オートメーション技術はこれらの課題を確実かつ柔軟に克服するのに役立ちます。 そのため、プロセスはいつでも変化する条件や負荷プロファイルに適応し、重要な安全要件を満たすことができます。

自動化がスケーリングのキーとなる理由

グリーン水素は安全で信頼性が高く、効率的に製造利用できる場合にのみ競争力を発揮します。 バルブターミナルとモジュラーコントロールをリアルタイム診断機能と組み合わせたオートメーションソリューションはまさにそれを可能にします。 彼らはとりわけこれを助けてくれる:

  • ダウンタイムの最小化
  • 規制要件を満たす(ATEX、SIL)
  • システムの複雑さを軽減する

Festo - バリューチェーン全体のパートナー

Festoは業界特化型のオートメーションソリューションで水素のバリューチェーン全体をサポートします。 電気分解、ガス処理、トレーラー制御システムのようなモバイルアプリケーションのいずれにおいても、拡張性のあるシステム、デジタル診断機能、認証されたコンポーネントにより、Festoはプロセスの安全性と将来性をサポートします。

グリーン水素バリューチェーンは単なる未来の話題ではない

それは今日すでに現実のものとなっており、その重要性は常に高まっています。 チェーン全体を理解することで、情報に基づいた意思決定が可能になり、早い段階で適切なソリューションを統合することができます。

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