Welke groene technologieën worden wereldwijd gebruikt voor de productie van waterstof
Volgens het Office of Energy Efficiency and Renewable Energy kan waterstof de luchtverontreiniging in de vorm van broeikasgassen aanzienlijk verminderen. De manier waarop waterstofbrandstof wordt geproduceerd, is echter van invloed op het milieu.
Sommige methoden voor de productie van waterstof zijn duurzamer dan andere. De productie van grijze waterstof maakt gebruik van stoom-methaanreforming (SMR) om waterstof te maken uit aardgas, een proces dat grote hoeveelheden CO2 afvoert.
Blauwe waterstof maakt gebruik van technologie voor het afvangen en vastleggen van koolstof om de koolstof die bij de reformatie van stoommethaan wordt geproduceerd, op te vangen en op te slaan. Groene waterstof daarentegen wordt geproduceerd door watermoleculen te splitsen in zuurstof en waterstof door middel van elektrolyse met behulp van hernieuwbare elektriciteit om de waterstof uit stoom te halen.
Hoewel de beschikbaarheid van hernieuwbare energie een beperkende factor is voor de expansie van groene waterstof, produceert het geen CO2-uitstoot, wat leidt tot een groeiende vraag naar deze bron van schone energie. In de komende jaren kunnen we verwachten dat waterstof wereldwijd wordt gebruikt in groene technologieën.
Groene waterstoftechnologieën wereldwijd
Wanneer groene waterstof eenmaal is geproduceerd, wordt onder meer energie-opslag zoals brandstofceltechnologie en alternatieve brandstofproductie gebruikt. Hier zijn voorbeelden:
Brandstofceltechnologie
Waterstof wordt gebruikt voor het aandrijven van brandstofcellen, die elektriciteit opwekken door middel van een chemische reactie tussen waterstof en zuurstof. Deze technologie wordt gebruikt in voertuigen, back-upstroomsystemen en draagbare voedingsapparaten. Voertuigen op waterstof rijden met celaandrijving over langere afstanden, verbruiken minder energie, stoten geen emissies uit en zijn efficiënter dan voertuigen op gas.
Alternatieve brandstoftechnologie
Waterstof dient als brandstof voor een verbrandingsmotor om auto's, zware vrachtwagens, bussen en zeeschepen aan te drijven of elektriciteit op te wekken. Wanneer waterstof wordt verbrand, is het enige bijproduct waterdamp, waardoor het een schone brandstofbron is. Deze brandstof kan de emissies van zware bedrijfsvoertuigen verminderen.
Duurzame vliegtuigbrandstof (Sustainable Aviation Fuel - SAF), gemaakt van andere grondstoffen dan aardolie, is een alternatieve brandstof die de emissies van het luchtvervoer vermindert. SAF fungeert momenteel als een drop-in brandstof, wat betekent dat het op verschillende niveaus wordt gemengd met limieten van 10% tot 50%, afhankelijk van de grondstof en de manier waarop de brandstof wordt geproduceerd. SAF kan zich ontwikkelen tot een brandstof met een laag koolstofgehalte voor gebruik met voortstuwing-, vlucht- en infrastructuurtechnologieën van de toekomst, maar deze technologie bevindt zich nog in een vroeg stadium.
Industriële processen
Waterstof speelt een sleutelrol in diverse industriële processen in de chemische industrie. Sommige processen omvatten de productie van ammoniak en meststoffen, olieraffinage van ruwe aardolie en de productie van transportbrandstoffen, de productie van ammoniak in de petrochemische industrie, ethyleen en meststoffen, de productie van hernieuwbare diesel in de sector schone brandstoffen, duurzame vliegtuigbrandstof en E-methanol.
Procestemperaturen voor groene waterstof beheren
In waterstofinstallaties vereisen de productie-, conversie-, transport- of opslagfasen specifiek onderhoud van de procestemperatuur of bescherming tegen bevriezing. Waterleidingen voor stoomsystemen, watersystemen van nutsvoorzieningen en procesgasleidingen hebben vorstbescherming nodig, terwijl de opslag van zout- en pekelleidingen gedurende de gehele productie op bepaalde temperaturen moeten worden gehouden.
Daarnaast moet voor het transport van groene H2-waterstof worden omgezet in een minder vluchtige en minder ontvlambare stof voor transport. Deze conversie omvat gewoonlijk een Haber-Bosch-proces om H2 met stikstof om te zetten in groene ammoniak, en een Fischer-Tropsch-proces om H2 met CO om te zetten in vloeibare e-brandstoffen. Beide processen zijn complex en vereisen temperatuurregelingstoepassingen.
Bij gebruik in brandstofcellen van voertuigen moet waterstof een ultrahoge zuiverheidsgraad hebben om de levensduur van de elektrolyt en de katalysatoren te maximaliseren. Industriële deoxidizer- en zuiveringseenheden leveren een zuiverheidsgraad tot 99,9999% en zijn gebaseerd op absorptietechnologieën voor druk- of temperatuurschommelingen, waaronder heat tracing-kabels met minerale isolatie voor hoge temperaturen.
nVent is voorbereid om groene bescherming tegen bevriezing van waterstof en mogelijkheden voor het handhaven van de procestemperatuur te ondersteunen via heat tracing-kabels voor hoge temperaturen, inclusief geavanceerde regeling en bewaking en kant-en-klare projectmanagement voor de implementatie van deze heat tracing-systemen.
Ga voor meer informatie over onze missiekritieke waterstoftoepassingen naar: https://www.nvent.com/raychem/hydrogen