Sensorlösungen für saubere Industrien
Umweltfreundlicher Wasserstoff – ein wichtiger Energieträger
Die Senkung umweltschädlicher Emissionen und hierbei insbesondere die Reduktion von Kohlendioxid (CO2) sind ein zentrales Anliegen der Klimapolitik. Um die Dekarbonisierung entscheidend voranzubringen, muss Energie u. a. aus Solar-, Wind- und Wasserkraft durchgängig verfügbar sein. Doch die bedarfsgerechte Bereitstellung von Ökostrom fordert Energieanbieter oft heraus, weil sie das Spannungsfeld zwischen kontinuierlichem Bedarf und schwankender Verfügbarkeit zuverlässig ausgleichen müssen. CO2-frei erzeugter Wasserstoff ist ein optimales Medium, um diese entscheidende Position zu füllen.
Wasserstoff (H2), der mithilfe von grüner Energie produziert wird, weist eine neutrale Klimabilanz auf. Denn bei seiner Verbrennung entsteht hauptsächlich Wasserdampf. Grüner Wasserstoff ist vielfältig einsetzbar, z. B. zum Betrieb von Landfahrzeugen, Zügen, Schiffen und Flugzeugen, bei der Herstellung von synthetischem Treibstoff, in der Stahl- und Zementindustrie, als Brennstoff für Turbinen oder zur Beheizung von Gebäuden – die Einsatzmöglichkeiten sind beinahe grenzenlos.
SICK bietet eine Reihe intelligenter Sensorlösungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette an. Darüber hinaus arbeitet SICK kontinuierlich an neuen Messlösungen für zukünftige Applikationsanforderungen, um die produzierende Industrie bei der Erreichung ihrer Klimaziele zu unterstützen.
Leistungsportfolio
Fiskale Mengenmessung
Die fiskale Mengenmessung von Wasserstoff wird immer wichtiger, da mit der Hochskalierung der Wasserstoffproduktion gleichzeitig die Anforderungen an die Messgenauigkeit steigen. Außerdem ist die korrekte Mengenerfassung an jeder einzelnen Übergabestelle auch für die Abrechnung essenziell und bildet die Grundlage für die Akzeptanz und den Erfolg von Wasserstoff in der Wirtschaft. SICK arbeitet gemeinsam mit Partnern aus Metrologie und Industrie an der Bereitstellung maßgeschneiderter Lösungen für die Gasdurchflussmessung von Wasserstoff.
Effizienter Prozess
Um die Kosten für das Endprodukt in Summe zu senken und damit die Markteinführung zu beschleunigen, sind Messungen in den verschiedensten Prozessschritten entlang der gesamten Wertschöpfungskette notwendig. Sensorlösungen sind wirksame Konzepte zur Effizienzkontrolle.
Qualitätskontrolle
Beim Einsatz von Wasserstoff kommt der Reinheit eine wesentliche Bedeutung zu. Verunreinigter Wasserstoff kann u. a. Schwefelkomponenten, Ammoniak oder Kohlenwasserstoff in unterschiedlicher Mixtur und Konzentration enthalten. Ungeprüft ist Wasserstoff nicht für jede Verwendung gleichermaßen tauglich. Gerade Brennstoffzellen können durch Verunreinigungen bereits innerhalb kurzer Zeit irreversibel beschädigt werden. Um dem entgegenzuwirken, ist die Wasserstoffqualität zu bestimmen. SICK liefert das hierfür notwendige Know-how.
Sensorlösungen von SICK
Durchflussmessung für Transfer- und Prozessanwendungen
Von der Produktion bis zum Endverbraucher wechselt Wasserstoff mehrmals den Besitzer. Für Abrechnungszwecke muss die Gasmenge an jedem Übergabepunkt genau ermittelt werden. In Erdgasnetze wird bereits heute bis zu 10 % Wasserstoff eingespeist. Die Beimischung kann auch höhere Konzentrationen erreichen. Die Übergabepunkte liegen sowohl bei den Gasnetzbetreibern untereinander als auch entlang der Lieferkette von Betreibern von Elektrolyseanlagen (H2-Produzenten) über Netzbetreiber bis hin zum Endverbraucher. Ultraschall-Gasdurchflusszähler überzeugen mit Messgenauigkeit und Langzeitstabilität unter allen Betriebsbedingungen. Druckeinflüsse werden automatisch korrigiert. Das Ultraschallsignal kann für zusätzliche Informationen zur Gaskomposition genutzt werden. Die Gerätefamilien FLOWSIC600, FLOWSIC600-XT und FLOWSIC500 liefern ein optimales Leistungsspektrum.
Bei Wasserstoffbeimengung
Bei 100 % Wasserstoff
Schlüsselfertige Flow-Metering-Systeme
Mit dem Flow-Metering-System FLOWSKID600 bietet SICK eine schlüsselfertige Komplettlösung, die alle Anforderungen an eine sichere und stabile Gasdurchflussmessung erfüllt. Das System liefert hochgenaue Messdaten und lässt sich flexibel projektieren. Der Ultraschall-Gaszähler FLOWSIC600 oder FLOWSIC600-XT bildet das Herzstück des Meteringskids und stellt die Zuverlässigkeit des Systems sicher. Zur individuellen Anpassung kann das Meteringskid mit Messgeräten wie Gasanalysatoren, Gaschromatographen oder Überwachungscomputern ausgestattet werden. Das System wird nach ISO-Standards gefertigt und erfüllt alle aktuellen Qualitätsanforderungen gemäß DIN-, ANSI- und ASME-Standards. Somit ist jede installierte Lösung konform mit den jeweiligen lokalen Vorschriften und Anforderungen.
Konzentrationsmessung
Die Konzentrationsmessung von Wasserstoff ist als wichtige Größe relevant für verschiedene Anwendungsbereiche, z. B. für die Einspeisung von H2 in das bestehende Erdgasnetz. Bei einer solchen Beimischung muss sichergestellt sein, dass festgelegte Konzentrationsgrenzen nicht überschritten werden, um die vorhandene Technik von Pipeline-Netzen nicht zu beschädigen. Auch bei der Überwachung der Raumluft in einer Elektrolyseanlage sind Konzentrationsmessungen sicherheitsrelevant. Hier darf der Konzentrationswert den kritischen Wert (LEL) nicht überschreiten, um Explosionsgefahren zu vermeiden. Zu Steuerungszwecken sind Konzentrationsmessungen auch bei der Verwendung von Wasserstoff in Turbinen, Motoren und Feuerungsanlagen essenziell. SICK bietet eine Reihe von Gasanalysatoren für die verschiedensten Einsatzszenarien an.
Qualitätsmessungen: Analyse von Reinheit und Verunreinigungen
Verunreinigter Wasserstoff kann z. B. die Lebensdauer von Brennstoffzellen negativ beeinflussen. Der Grad der Verunreinigung hängt stark von der Herstellungsweise des Wasserstoffs ab. Je nach Anforderung können unterschiedliche Technologien mit ihren jeweils typischen Messvorteilen zur Qualitätsprüfung eingesetzt werden. Mit seinem breiten Spektrum an Technologien und Gasanalysatoren ist SICK in der Lage, die passende Messlösung für wichtige Prüfaufgaben zu liefern.
Produktion von Wasserstoff
Wasserstoff lässt sich über verschiedene Verfahren herstellen. Alternativ zur CO2-freien Wasserelektrolyse ist die Dampfmethanreformierung eine etablierte Methode. Zur Überwachung des Dampfreformers und zur Steuerung des nachgeschalteten Shift-Konverters bietet SICK extraktive Gasanalysatoren wie den S700 und den GMS800 an, um Methan (CH₄) und Kohlenmonoxid (CO) zu messen. Damit auch dieser Herstellungsprozess − wie die Elektrolyse − CO2-frei bleibt, kann das freigesetzte Kohlendioxid eingefangen und gespeichert oder für weitere chemische Prozesse verwendet werden. Mit seinen Messlösungen unterstützt SICK die CO2-Abscheidung, -Nutzung und -Speicherung entlang der Carbon-Capture-Strecke.
Um den Wechsel von fossilen zu erneuerbaren Energien zu beschleunigen, ist eine effiziente und kostengünstige Herstellung von grünem Wasserstoff unverzichtbar. SICK unterstützt dieses Bestreben mit passgenauer Sensortechnologie an vielen Messpunkten und arbeitet kontinuierlich an der Entwicklung von Technologien für die Zukunft des Wasserstoffs.
