什麼是綠色氫氣?

氫氣是透過電解產生的-利用電能將水分解成氫氣和氧氣的過程。 當談到綠色氫氣生產時,所使用的電力必須來自再生能源。

例如,這不同於:

  • 灰色氫氣,由化石燃料生產,
  • 粉紅色氫氣,其中使用的核能不會產生二氧化碳,但會產生放射性廢物,
  • 以及藍色氫氣,其中捕獲並儲存二氧化碳(碳捕獲)。

因此,電解是氫能價值鏈的第一步,也是極為重要的一步。

瞭解自動化如何改善整個價值鏈的流程。

1. 生產

氫能價值鏈的起點是電解。 利用再生能源產生的電力將水分解成氫和氧。 依條件不同,採用不同的電解槽技術:

  • PEM 可實現靈活的負載變化,
  • 基於已證實的製程的鹼性製程,或
  • SOEC 透過高溫電解實現最高效率。

自動控制系統確保溫度、壓力和介質流量始終處於最佳範圍內,以實現最高效率和系統可用性。

2. 氫氣處理

新生產的氫氣很少立即純淨。 它通常含有水分、氧氣殘留物或其他污染物。 專用的氫氣淨化設備可將其達到所需的品質—純度高達 99.999 %。 這是避免腐蝕、效率損失或下游系統損壞的關鍵因素。 自動化系統即時監控所有相關製程參數,對偏差做出反應並優化能源和資源的使用。 這不僅提高了安全性,而且使整個流程更有效率、更易於擴展。

3. 壓縮和儲存

氫氣在常壓下的能量密度非常低。 有幾種有效運輸或儲存的選擇:

  • 使用壓縮機將氣體壓縮至 350 至 500 bar,
  • 透過強烈冷卻液化,或
  • 分子化學轉化為含氫化合物。

壓力控制、填充和監控必須無縫且可靠地運作。 精確的閥技術和可靠的感測器確保穩定、安全的運作。

4. 配送和運輸

從生產現場到使用地點的運輸方式可能有很大差異:從管道或拖車到現場生產,一切皆有可能。 無論如何,以下原則適用:運輸必須安全、低損失且經濟。 自動監控系統可提前偵測洩漏或壓力波動,並即時控制流量和閥位置。

5. 應用

綠氫的應用相當多元。 它可直接用作化學工業和鋼鐵生產的分子,並用於生產合成天然氣或燃料。 然後,氫氣可以再次用於燃料電池來發電,有助於減少相關車輛的二氧化碳排放。 每個應用都有其自身的挑戰 — 自動化技術有助於可靠、靈活地克服這些挑戰。 因此,流程可以隨時適應不斷變化的條件和負載曲線,並滿足重要的安全要求。

為什麼自動化是擴展的關鍵

綠色氫氣只有能夠安全、可靠、有效率地生產和使用才具有競爭力。 結合閥島和模組化控制器及即時診斷功能的自動化解決方案,正是實現此目標的關鍵。 它們的作用包括:

  • 盡可能減少停機時間
  • 符合法規要求(ATEX、SIL)
  • 降低系統複雜性

Festo – 您整個價值鏈上的合作夥伴

Festo 透過行業特定的自動化解決方案,支援整個氫能價值鏈上的企業。 無論是在電解、氣體處理或拖車控制這類的移動應用中,憑藉可擴展的系統、數位診斷功能和認證元件,Festo 都有助於確保流程的安全性且具未來性。

綠色氫氣價值鏈不僅僅是一個未來的議題

如今這已經成為現實,其重要性日益增加。 瞭解整個流程的人,能做出有根據的決策,並及早整合適當的解決方案。

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