Станции заправки водородом
Вклад компании Вексон в направление возобновляемых источников энергии
Самые известные типы возобновляемых источников энергии - это ветер, вода и солнце. Партнёры компании Вексон, которые производят расходомеры, применяемые в альтернативной энергетике обладают более чем 50-летним опытом в области измерительной техники и управления. Основные бренды, которые мы представляем для систем альтернативной энергетики: Rheonik и KEM Kuppers.Компания Вексон гордится тем, что вносит свой вклад в развитие применения возобновляемых источников энергии и защиты климата на нашей планете.
Парижским соглашением от 12 декабря 2015 г. 196 государств решили сократить выбросы CO2 в атмосферу. Переход на возобновляемые источники энергии имеет решающее значение для достижения цели. Одна из целей - добиться устойчивого сокращения выбросов в транспортном секторе.
Электромобили с питанием от электрических батарей или автомобили на топливных элементах (топливо водород) в настоящее время самые многообещающие технологии для этой цели. В долгосрочной перспективе мы видим потенциал развития обеих технологий, при этом обращаем внимание, что стоимость водородных заправочных станций обходится дешевле, чем сети электрозаправочных станций.
Если касаться в частности водородных заправочных станций: мы наблюдаем, что наращивание инфраструктуры для распределения водорода в Европе и на других континентах, необходимого для повседневной эксплуатации, идёт сейчас полным ходом. Только в Германии работают уже более 100 водородных станций. А несколько сотен водородных заправочных станций уже работают по всему миру по всему миру, и текущие проекты по расширению обширны.
Инфраструктура обеспечивающий лёгкий доступ потребителя - один из ключевых факторов успеха топливных элементов автомобилей на водороде. В настоящее время происходит переосмысление принципов, так как водородные заправочные станции строились раньше без учета применимости приборов учёта под разные типы потребителей. Ведь уже существует автопарк легковых автомобилей, грузовиков, автобусов а также производятся поезда и морские суда работающие на водороде. Этот факт увеличивает спрос на заправки значительно.
В Германии этот вопрос развивается на уровне государственного регулирования. Организация H2 MOBILITY GmbH отвечает за создание общенациональной инфраструктуры в сотрудничестве с лидерами мирового рынка автомобильной строительной, газодобывающей промышленностей и строителями газораспределительных систем и оборудования.
Основная потенциальная проблема при построении инфраструктуры водородных заправок это отсутствие чёткой директивы параметрам процесса заправки. Например в соответствии с SAE заправка автобусов и грузовиков происходит в очень похожих условиях с давлением в широком диапазоне 350 до 700 бар.
Так при чем же здесь измерительная техника, а в частности расходомеры счётчики газа?
При коммерческом учёте необходима измерительная техника, чтобы выставить точный счет за отгруженный водород. Это своего рода вызов для всей цепочки участников, действия которых регулируется SAE J2601. Для легковых автомобилей на водородных топливных элементах, все производители таких автомобилей предпочитают давление 700 бар и предварительное охлаждение -40 °C. В этих условиях дозаправка при давлении 700 бар занимает менее 3 минут при заправке бака 3-4 кг. Требования к точности для используемой технологии измерения расхода регулируются правовыми нормами ЕС.
Кориолисовые расходомеры газа наших партнёров сертифицированы для применения на водороде в соответствии со строгими директивами Европейского союза, но компании шли разными путями к достижению этой цели:
- Массовые расходомеры газа Rheonik RHM для водорода- это первые расходомеры, получившие одобрение для коммерческого учета в мобильных и стационарных водородных станциях заправки с давлением до 1070 бар в соответствии с MID MI002 / OIML R137. На сегодняшний день компания Rheonik идёт дальше и развивает это направление, приборы RHM уже имеют соответствие NACE MR0175 и готовятся к аккредитации по самой строгой директиве NACE MR0103. С самого начала развития водородной промышленности Rheonik работал со всеми основными поставщиками водорода для создания расходомеров, которые были бы точными и могли выдерживать чрезвычайно высокие давления, связанные с распределением и дозированием водорода.
- Массовые расходомеры газа KEM Kuppers TCM для водорода доработаны в соответствие по директиве 2014/32 / EU, приложение IV (MI 002) «Счетчики газа и корректоры объема». Применяемые стандарты или нормативные документы: OIML R 137.
Масштаб задачи разработки стал ясен только после обширных испытаний в реальных условиях. А основные условия были следующие: после того, как водород сжимается до 900 бар, как определено SAE J2601, он готов к подаче в автомобиль для дозаправки. Здесь следует обратить внимание, что в первых применениях измерение расхода производили до теплообменника. Таким образом, расходомер уже находился под давлением, но ему не приходилось справляться с проблемой быстрого охлаждения до -33 ° C менее чем за 30 секунд. такое снижение температуры необходимо, так как при более высоких температурах процесс заправки займет больше времени. И при таких требованиях к процессу предотвращение перегрева водорода - главный приоритет.
Если разбить на этапы развития вопрос о получении высокой точности измерения массовыми расходомерами в водородных заправках, то мы получим следующую картину:
- На первом этапе массовый расходомер водорода устанавливался между емкостью (т.е. после компрессора) и относительно далеко до теплообменника. Различные сценарии работы показали зависимость результатов измерения от разницы давлений Р1 (в напорной линии) и Р2 (на входе к потребителю)
- Давление P1 ~ P2: измеренное количество водорода соответствует фактически заправленному количеству. Количество водорода в по всей магистрали проходит с одной скоростью.
- Давление P1> P2: измеренное количество водорода больше, чем фактически отгруженное потребителю. В конце магистрали поток идет с меньшей скоростью.
- Давление P1 <P2: измеренное количество водорода меньше, чем фактически фактически отгруженное потребителю. В конце конце магистрали поток идет с большей скоростью.
- На втором этапе сосредоточились на использовании кориолисового расходомера водорода после теплообменника для решения проблемы измерения, описанной в п.п.1. В таком варианте измерительная линия между расходомером и точкой отдачи водорода короче, давление постоянное, и поэтому точность измерения (отгрузки) гораздо выше чем в 1 варианте. Однако это значительно усложнило задачу настройки расходомера. Теперь оба фактора: высокое давление и низкая температура должны быть учтены, что является особо важным требованием для стабильной нулевой точки расходомера. Результаты были хорошими, но все же не совсем удовлетворительными для дальнейшего применения таких приборов в этой отрасли.
- На третьем этапе расходомер установили непосредственно в трубопроводе выдачи водорода на диспенсере сразу перед теплообменником и при постоянном давлении. Таким образом исключив наличие большого неопределенного объема газа в трубопроводной системе после расходомера и воздействие большого перепада температур. При такой установке в настоящее время достигается лучшая точность при заправке автомобилей водородом. Поставляемые нами массовые расходомеры для водорода Rheonik и KEM Kuppers успешно зарекомендовали себя в этой области применения. Развитие этих продуктов затронули все три этапа развития средств измерений для водородных заправок.
Несмотря на ситуацию с климатом на планете, не следует забывать, что проект водородного топлива - с таким масштабом имеет шанс на устойчивую реализацию только в том случае, если вся цепочка создания стоимости может приносить прибыль в долгосрочной перспективе. К счастью, это становится все более и более вероятным, при решительной поддержке правительств.
Серый, синий или зеленый?
Как же образуется цепочка добавленной стоимости водородных технологий и какой водород самый экологичный?
- "Серый" водород в основном получают в STR технологии (паровой риформинг). Выбросы СО2 от этих процессов довольно высокие. Но килограмм водорода, произведенный из этого процесса примерно на треть дешевле голубого водорода, а сегодня дажена две трети дешевле зеленого водорода.
- "Синий" водород производится подобно технологии "серого" водорода. Но ATR (автотермический риформинг) выделяется больше CO2, который улавливается системой CCS (улавливание и хранение углерода) CO2 хранится под давлением в ПХГ (подземное хранилище газа). Недостаток такого метода - сложная инфраструктура и затраты на эксплуатацию складских помещений.
- Стоимость производства "зеленого" водорода высока, и идея безотходного производства водорода возможна только через (пока ещё) дорогостоящий электролиз. Швейцария здесь первопроходец. Водородные заправочные станции в г.Хунценшвиль и Дюбендорф используют "зеленый" водород.
Так же примеры использования расходомеров, которые мы внедряем в инфраструктуры способствующие использования и развитию возобновляемых источников энергии:
- Снижение выбросов Летучих Органических Соединений (ЛОС):
- Кориолисовые массовые расходомеры Rheonik и KEM Kuppers используется для электростатического покрытия поверхностей красок с высоким содержанием воды.
- Шестерёнчатые расходомеры ZHM используется для электростатического покрытия поверхностей красок с низким содержанием воды.
- Снижение выбросов CO2:
- Точное определение выбросов (CO2) в контексте EU-MRV (подтверждение отчетности мониторинга ЕС) и IMO-DCS (Система сбора данных Международной морской организации)
- Кориолисовые массовые расходомеры RHM или TCM, используемые для учёта расхода топлива на судах.
- Возобновляемые источники энергии:
- Винтовой расходомер SRZ в процессе изготовления ветряных роторов.
- Винтовой расходомер SRZ в процессе производства аккумуляторов для электромобилей.
По вопросам консультации и приобретения обращайтесь к команде WEXON
Задать вопрос специалисту
Компания Вексон предлагает:
- Подбор, конфигурирование и сборку изделия под проект
- Специальные оптовые цены для регулярных заказов
- Стандартное изделие по каталогу с быстрой доставкой
