Alfa Laval - Zeleni vodik kot žarek upanja

Zeleni vodik kot žarek upanja

Vodik, izjemno lahek plin s formulo H2, v kombinaciji z zeleno električno energijo velja za velik vir upanja za doseganje podnebnih ciljev v Nemčiji in Evropi. Že leta 1874 je Jules Verne v svojem romanu "Skrivnostni otok" napovedal, da bo voda postala premog prihodnosti. Vendar se ta okolju prijazen vir energije še ni uveljavil kot množični proizvod. To se lahko zdaj spremeni.

DATUM 2021-04-29

Zeleni vodik kot žarek upanja

Vodik je na voljo v izobilju in povsod, vendar večinoma v vezani obliki. Zato je njegova proizvodnja draga in izredno energetsko intenzivna. Zelo pogost postopek za njegovo proizvodnjo je elektroliza. S pomočjo električnega toka se voda razdeli na vodik in kisik. Če ta električna energija prihaja izključno iz obnovljivih virov, kot sta vetrna ali sončna energija, jo imenujemo zeleni vodik.

Na poti k podnebno nevtralni družbi je vodik kljub svoji relativni draginji v zadnjih letih ponovno v središču pozornosti. Najnovejši razvoj, ki ga vodijo vizionarski pionirji in podpirajo politiki, obeta pravi preboj. Eden od ključnih akterjev je thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers GmbH (tkUCE) - skupno podjetje thyssenkrupp Industrial Solutions AG in Industrie De Nora. Ključna področja podjetja vključujejo razvoj inovativnih postopkov elektrolize za proizvodnjo vodika.

“Vodik kot okolju prijazen nosilec energije ima številne možnosti. Njegova cena je le relativna. Vedno bi bilo ceneje črpati nafto ali plin, vendar se ne nafta ne plin ne izplačata zaradi uničevanja okolja. Če bi jih, bi bila nenadoma veliko dražja, vendar še vedno uničujoča. Vodik zato ostaja veliko bolj zelena rešitev za naš planet..”

- Patrice Bourrier, Razvojni inženir Hydrogen, Alfa Laval

Da bi se izognili emisijam CO2, thyssenkrupp od leta 2019 v svojem obratu v Duisburgu preizkuša uporabo vodika v procesu proizvodnje jekla. Edini ostanek v tem procesu: preprosta vodna para. Od leta 2016 je na isti lokaciji pilotni in testni obrat za elektrolizo alkalne vode (AWE), ki ga je razvil thyssenkrupp UCE na podlagi klor-alkalne elektrolize. Ta pilotni elektrolizator je bil zgrajen v okviru raziskovalnega projekta Carbon2Chem®. Projekt, ki ga financira nemška vlada, uporablja metalurške pline, ki nastanejo pri proizvodnji jekla, za proizvodnjo kemikalij in tako zmanjšuje emisije CO2 tako pri proizvodnji jekla kot pri proizvodnji kemikalij.

cleantech_green-hydrogen-thyssenkrupp-casev2.jpg

Številne odlike vodika

Vodik kot gorivo


Vodik pri zgorevanju ne pušča izpušnih plinov. Zato je vodik idealen nadomestek za premog, nafto in zemeljski plin v prometu in industriji. V stisnjeni obliki ima visoko energijsko gostoto, zato je primeren za pogon prevoza na dolge razdalje po kopnem, vodi in morda celo v zraku. V ta namen ga je mogoče sežgati ali pretvoriti v električno energijo v gorivni celici. Baterije, ki se uporabljajo v električnih avtomobilih, so za dolge razdalje precej neprimerne. So pretežke in zavzamejo preveč prostora.

Vodik kot skladišče energije


Čim več energije iz obnovljivih virov uporabljamo, tem pomembnejše je obvladovanje nihanj v njeni razpoložljivosti. Vodik je molekula, ki jo je mogoče prevažati in skladiščiti po vsem svetu - popolnoma neodvisno od tega, kdaj in kje je obnovljivi vir energije na voljo.

Amoniak, proizveden iz zelenega vodika


Amoniak ni le ena od najpogosteje proizvedenih kemikalij, temveč je primeren tudi za shranjevanje energije. Če se vodik, potreben za njegovo proizvodnjo, proizvaja izključno s pomočjo zelene električne energije in se v nadaljnjem postopku uporabljajo samo obnovljivi viri energije, gre za zeleni amoniak. Amoniak ima bistveno večjo energijsko gostoto kot vodik, zato ga je še lažje prenašati in skladiščiti.

Vodik za proizvodnjo metanola


CO2 lahko v metanol pretvorimo tudi z reakcijo z vodikom. Prednost: metanol je osnovni gradnik številnih vsakdanjih kemikalij in ga je - tako kot amoniak - enostavno skladiščiti in prevažati.

Elektroliza zahteva hlajenje in kondenzacijo. Upoštevati je treba različne materiale in zahteve glede tlaka, temperature in odpornosti. Plinski vodik je na primer zelo vnetljiv in pod ustreznimi pogoji burno reagira, ko pride v stik z zrakom ali kisikom. Na strani vode pa imajo glavno vlogo možnosti čiščenja, ki so odvisne od kakovosti hladilne vode. Izzivi so številni in zapleteni, saj je treba razmisliti o tem, katero tesnjenje je najboljše, kateri material izpolnjuje vse zahteve, kako najbolje nadzorovati obraščanje in kako optimalno izkoristiti omejen prostor za vgradnjo, ki je na voljo. Tu pride do izraza strokovno znanje družbe Alfa Laval.

Osrednje naloge toplotnih izmenjevalnikov Alfa Laval vključujejo hlajenje vodika, kisika in katolita. Poleg tega kondenzirajo vlago iz vodika in kisika. Tako se lahko na koncu uporabljata obe snovi.

“Podjetje Alfa Laval že dolgo poznamo kot zanesljivega in kompetentnega partnerja za vsa naša tehnološka področja. V podjetju Alfa Laval srečujemo strokovnjake, s katerimi se lahko odkrito pogovarjamo, ki se intenzivno ukvarjajo z našimi težavami in skupaj z nami iščejo najboljše možne rešitve. Alfa Laval tako za nas ni le dobavitelj opreme, temveč tudi soustvarjalec in sooblikovalec.”

- Stephan Liebscher, Green Hydrogen v thyssenkrupp UCE

plate_heat_exchangers_GPHE.jpg

Razstavljivi ploščni izmenjevalci toplote 

Alfa Laval nabor ploščnih izmenjevalcev toplote postavlja nove tržne standarde učinkovitosti, zanesljivosti in uporabnosti.

 Razstavljivi ploščni izmenjevalci toplote

 Pol varjeni ploščni izmenjevalci toplote

Zeleni vodik - preberi več

Cleantech-hydrogen-intro-final.jpg

Pričakuje se, da bo zeleni vodik do leta 2050 predstavljal do 24 % energetskega trga, zato bo povpraševanje po njem še naprej hitro naraščalo. Zeleni vodik ponuja rešitev brez emisij kot gorivo za prevoz ali proizvodnjo električne energije, za toploto v predelovalni industriji ali stavbah, za shranjevanje energije in kot pomembna surovina v kemični industriji. Ima velik potencial za omogočanje našega energetskega prehoda, zlasti v sektorjih, ki jih je težko izrabiti.

> Preberite več o zelenem vodiku