Industrializacja procesu elektrolizy wody w Niemczech ma na celu przyspieszenie realizacji inicjatywy „Technologia elektrolizy z Badenii-Wirtembergii”. W obliczu rosnącej presji na osiągnięcie celów klimatycznych wyznaczonych w Porozumieniu Paryskim oraz wzrastającej świadomości ekologicznej, konieczne jest szybkie wdrażanie długoterminowo opłacalnych rozwiązań energetycznych, szczególnie dla sektora przemysłowego.
Jedną z kluczowych technologii w tej transformacji jest elektroliza wody – proces umożliwiający pozyskiwanie wodoru przy wykorzystaniu energii elektrycznej i czystej wody. Dzięki temu możliwe staje się efektywne bilansowanie niestabilnych dostaw energii z odnawialnych źródeł. Zielona energia może być przekształcana w wodór, a następnie magazynowana i używana w okresach ograniczonej produkcji – np. podczas bezwietrznych dni lub niskiego nasłonecznienia.
Goetze – Twój niezawodny partner w zakresie ochrony instalacji wodorowych
Zawory bezpieczeństwa marki Goetze, wykonane z wysokiej jakości stali nierdzewnej oraz trwałego brązu, skutecznie zabezpieczają zarówno obszar gazowy, jak i dopływ wody do elektrolizera przed niebezpiecznymi wzrostami ciśnienia. Dzięki konstrukcji pozbawionej oleju i smaru oraz zgodności z dyrektywą ATEX, nasze zawory idealnie sprawdzają się w wymagających aplikacjach z udziałem wodoru, gwarantując bezpieczeństwo i niezawodność działania w środowiskach o podwyższonym ryzyku.
Elektrolizer klasy MWel opracowany i wyprodukowany w Badenii-Wirtembergii
Centrum Badań nad Energią Słoneczną i Wodorem Baden-Württemberg (ZSW), jako instytut badawczo-rozwojowy silnie związany z przemysłem, prowadzi ścisłą współpracę z firmami inżynieryjnymi oraz producentami podzespołów w celu rozwoju i rozbudowy regionalnego ekosystemu technologii wodorowych.
Głównym założeniem projektu jest seryjna produkcja elektrolizerów, realizowana poprzez budowanie lokalnego łańcucha wartości, opartego na przedsiębiorstwach z Badenii-Wirtembergii. Działania te mają na celu nie tylko wspieranie innowacyjności, ale również wzmacnianie konkurencyjności i przyszłościowych perspektyw firm z tego regionu.
Aktualnie funkcjonujący elektrolizer demonstracyjny pełni rolę „pokazowej instalacji”, służącej jako platforma do inicjowania procesu transferu technologii elektrolizy wodorowej. Wspólnie z partnerami przemysłowymi, rozwiązania koncepcyjne oraz prototypy są przekształcane w gotowe produkty przeznaczone do masowej produkcji, co stanowi istotny krok w stronę komercjalizacji technologii wodorowych.
Produkcja wodoru – szczegółowa charakterystyka systemu demonstracyjnego elektrolizera
Prezentowany demonstrator stanowi instalację elektrolizy wody w technologii alkalicznej o mocy 1 MW (elektrolizer klasy 1 MWel), wyposażoną w dwa pionowe moduły elektrolityczne. Projekt ten służy jako modelowy przykład zastosowania przemysłowego systemu do generowania wodoru w sposób zrównoważony.
Zakres realizacji instalacji demonstracyjnej obejmuje m.in.:
-
Budowę nadkonstrukcji kontenera oraz ramy technologicznej dla urządzeń procesowych,
-
Montaż wszystkich kluczowych komponentów systemu,
-
Zakończenie instalacji rurociągów do przesyłu ługu,
-
Uruchomienie i integrację układu oczyszczania i obróbki gazów,
-
Kompleksowe zestawienie i konfigurację podsystemów, takich jak:
-
system chłodzenia,
-
dostarczanie wody zdemineralizowanej (VE),
-
zasilanie azotem technicznym,
-
infrastruktura pneumatyczna,
-
-
Połączenie oraz uruchomienie podzespołów elektrycznych:
-
prostowniki do zasilania ogniw elektrolitycznych,
-
systemy pomiarowo-kontrolne,
-
szafy sterownicze wraz z komponentami automatyki,
-
integracja oprogramowania sterującego (platforma PCS7),
-
-
Przeprowadzenie testów szczelności i próbnego uruchomienia wszystkich modułów,
-
Uzyskanie dopuszczenia do eksploatacji zgodnie z niemieckim rozporządzeniem BetrSichV,
-
Opracowanie i wystawienie deklaracji zgodności CE.
W zastosowanej instalacji elektrolizera wykorzystano następujące zawory przemysłowe:
Seria 461 – zawór kątowy ze stali nierdzewnej
Model ten to wysokiej klasy zawór bezpieczeństwa wykonany z nierdzewnej stali kwasoodpornej, wyposażony w uszczelnienie PTFE. Zawór został odtłuszczony i przygotowany do pracy z wodorem – na specjalne zamówienie może być stosowany w aplikacjach, gdzie wymagane są warunki „oil- and grease-free”. Seria 461 skutecznie zabezpiecza fazę gazową elektrolizera, zapobiegając przekroczeniu dopuszczalnego ciśnienia.
Dla zastosowań w środowisku wzbogaconym w tlen dostępna jest specjalistyczna wersja GOX, wykonana z odpowiednio dobranych materiałów i również spełniająca standardy czystości technologicznej, w tym produkcji bez zastosowania olejów i smarów.
Seria 652 – zawór kątowy z brązu do zabezpieczania dopływu wody
Zawór bezpieczeństwa do wody z serii 652, wykonany z odpornego na korozję brązu, został zaprojektowany z myślą o ochronie układu doprowadzającego wodę do elektrolizera. Zastosowanie go w fazie ciekłej instalacji gwarantuje skuteczne zabezpieczenie przed niekontrolowanym wzrostem ciśnienia w obszarze zasilania wodnego.
Ponieważ cała instalacja spełnia wymagania jakie stawia dyrektywa ATEX, również wszystkie zastosowane zawory bezpieczeństwa musiały zostać dopuszczone do użytku w strefach zagrożonych wybuchem. W związku z tym uzyskano odpowiednie certyfikaty ATEX, które zostały dołączone do dokumentacji technicznej projektu.
