Augmentation de l'efficacité de la production d'hydrogène vert
Réduction des émissions grâce à des performances et une sécurité optimisées dans la production d'hydrogène
L'électrolyse, la méthode principale de production d'hydrogène vert, est encore relativement inefficace. Améliorer l'efficacité de l'électrolyse est essentiel pour réduire le coût de la production d'hydrogène vert. Le réglage de précision des paramètres opérationnels des électrolyseurs, tels que la densité actuelle, la température et la pression de service, peut avoir un impact significatif sur l'efficacité énergétique. Optimiser ces paramètres peut maximiser la sortie de l'hydrogène vert tout en minimisant la consommation d'énergie renouvelable et la dégradation des matériaux.
Chiffres clés
70%
de l'énergie électrique est actuellement convertie en hydrogène. (Source : rapport IEA 2021)
Schémas de process de la production d'hydrogène
©Endress+Hauser
©Endress+Hauser
Schéma d'un électrolyseur alcalin indiquant les paramètres de mesure correspondants.
Schéma d'un électrolyseur PEM indiquant les paramètres de mesure correspondants.
©Endress+Hauser
Mesure de la qualité de l'eau pour une électrolyse efficace
La production d'hydrogène vert implique l'électrolyse de l'eau. Ce process nécessite une quantité importante d'eau. Une utilisation durable des ressources en eau est une préoccupation légitime lors de la production d'hydrogène vert. Une eau pure ou distillée doit être utilisée dans l'électrolyse afin de minimiser la présence d'impuretés susceptibles d'interférer avec la réaction chimique et de réduire l'efficacité du process de production d'hydrogène vert. Pour obtenir une eau ultra-pure, des process tels que l'osmose inverse sont utilisés.
Notre expertise dans le domaine
La mesure des paramètres suivants est essentielle : niveau, débit, pression, conductivité et parfois pH.
- La conductivité est un paramètre de mesure clé pour garantir la qualité de l'eau. Notre capteur de conductivité numérique Memosens CLSE16 dispose d'une technologie Memosens 2.0 avec stockage des données et transmission sans contact.
- Les débitmètres sont utilisés pour la surveillance des liquides conducteurs et garantissent la fiabilité de l'alimentation en eau de l'électrolyseur. Le Promag W 10 est le premier débitmètre électromagnétique au monde pour une mesure sans restriction.
- La mesure de la pression pendant la préparation de l'eau pour l'électrolyse est essentielle pour détecter les blocages de la filtration et de l'osmose. Notre Cerabar PMP51B est un capteur fiable et facile à utiliser pour réduire les erreurs systématiques dans la production d'hydrogène vert.
- La mesure du niveau est cruciale pour maintenir une alimentation cohérente, prévenir la marche à sec et promouvoir l'efficacité des ressources. Levelflex FMP51 est adapté aux séparateurs d'hydrogène et d'oxygène et hautement résistant aux substances corrosives.
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Électrolyse de l'eau alcaline
L'électrolyse de l'eau alcaline est un procédé qui consiste à diviser l'eau en hydrogène et en oxygène à l'aide d'un électrolyseur. Dans cette méthode, une solution alcaline, généralement de l'hydroxyde de potassium, sert d'électrolyte pour faciliter les réactions électrochimiques. L'électrolyse de l'eau alcaline est connue pour son efficacité et sa simplicité, ce qui en fait une technologie adaptée à la production d'hydrogène à grande échelle, en particulier lorsqu'elle est alimentée par des énergies renouvelables plutôt que par des sources de combustibles fossiles.
Notre expertise dans le domaine
Pour améliorer l'efficacité de la production et garantir une performance optimale, il est indispensable de mesurer des paramètres spécifiques, notamment le débit, le niveau, la température et la pression. Tous ces paramètres critiques sont fournis par Endress+Hauser.
- Pour assurer une production d'oxygène efficace, un débitmètre vortex comme Prowirl F 200 est idéal.
- Si l'eau dans les séparateurs monte trop, elle peut déborder dans les cellules de l'électrolyseur. La détection du niveau de liquide avec lames vibrantes à l'aide de Liquiphant FTL51B empêche ce débordement.
- La température de l'électrolyseur affecte le taux de réaction de l'électrolyse. Notre capteur de température iTHERM Moduline TM131 peut être utilisé pour optimiser les paramètres d'exploitation de l'électrolyseur.
- La conductivité est un paramètre de mesure clé pour garantir la qualité de l'eau. Notre capteur de conductivité numérique Memosens CLS16E dispose d'une technologie Memosens 2.0 avec stockage des données et transmission sans contact.
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Électrolyse de l'eau PEM
Les électrolyseurs PEM (membrane échangeuse de protons) sont également une technologie largement utilisées en parallèle des électrolyseurs alcalins. La technologie repose sur une membrane électrolytique polymère solide, permettant un design compact et un contrôle précis, ce qui la rend particulièrement adaptée aux applications nécessitant flexibilité et réactivité pour production d'hydrogène vert. Parmi les avantages des électrolyseurs PEM, on peut citer le rendement élevé, la réponse rapide aux charges changeantes et l'adéquation aux applications décentralisées.
Notre expertise dans le domaine
Pour atteindre une efficacité optimale de la production d'hydrogène à partir de ressources renouvelables plutôt que de combustibles fossiles, la mesure de paramètres clés reste cruciale. Les paramètres tels que le débit, le niveau, la température et la pression, essentiels pour l'optimisation du process, peuvent être surveillés efficacement grâce à l'instrumentation Endress+Hauser, assurant une performance fiable des électrolyseurs PEM.
- Les débitmètres massiques Coriolis sont extrêmement précis et fiables pour mesurer les débits massiques. Promass F 300 peut être utilisé pour optimiser les paramètres de fonctionnement de l'électrolyseur PEM.
- La mesure du niveau dans les séparateurs garantit la pureté de l'hydrogène. Levelflex FMP51 est adapté aux séparateurs hydrogène et oxygène.
- Une pression des gaz irrégulière entraîne un risque d'explosion. Notre transmetteur de pression Cerabar PMP51B est un capteur fiable et facile à utiliser pour réduire les erreurs systématiques dans la production d'hydrogène vert.
©Adobe Stock/ Grispb
Compression et stockage sûrs de l'hydrogène vert
L'hydrogène se distingue comme le seul vecteur énergétique capable de stocker efficacement l'excès d'énergie, que ce soit par compression ou stockage souterrain. Les liquides organiques porteurs d'hydrogène (LOHC) représentent une alternative pour le stockage et le transport de l'hydrogène. Dans cette méthode, l'hydrogène est lié chimiquement à un composé organique liquide, ce qui permet une densité énergétique plus élevée par rapport à l'hydrogène gazeux.
Notre expertise dans le domaine
L'intérêt porté aux intérêts dans LOHC et à leur potentiel dans le stockage d'hydrogène étant croissant, il devient crucial de surveiller et optimiser les process concernés. Les capteurs de précision Endress+Hauser offrent des moyens fiables pour surveiller la dynamique complexe des systèmes LOHC, garantissant des opérations efficaces et contrôlées tout au long du cycle de stockage et de libération de l'hydrogène.
- Garantir une mesure de pression précise est indispensable pour prévenir les surpressions et prolonger la durée de vie des compresseurs. Notre transmetteur de pression Cerabar PMP71B mesure la compression de l'hydrogène avec précision et fiabilité.
- La température affecte l'efficacité de la compression. Notre capteur de température iTHERM Moduline TM131 peut être utilisé pour surveiller l'efficacité du compresseur.
- Avec Endress+Hauser, vous avez un fournisseur unique pour vos skids de comptage dans toute la chaîne de valeur de l'hydrogène. Pour garantir des transactions fiables et le respect des normes, notre expertise dans le domaine vous accompagne tout au long du projet.
Avantages
L'instrumentation de process améliore l'efficacité de l'électrolyse de l'eau en offrant des données en temps réel sur des paramètres cruciaux. Cela permet un contrôle précis et ainsi la prévention des problèmes tels que la surchauffe ou la cavitation. Les débits de gaz sont optimisés pour une séparation efficace de l'oxygène et de l'hydrogène. La conductivité et la pureté de l'électrolyte sont surveillées et contrôlées. La détection des chutes de pression permet d'identifier les blocages ou les fuites. Maintenance prédictive rendue possible par des instruments de process avancés.
Chiffres clés
10
millions d'appareils installés dans des applications de sécurité depuis 1953
Chiffres clés
50%
Disponibilité de process accrue grâce aux instruments numériques Memosens
Comment augmenter l'efficacité de la production d'hydrogène vert
L'instrumentation de process joue un rôle crucial dans l'amélioration de l'efficacité de l'électrolyse de l'eau en fournissant des données en temps réel sur les principaux
paramètres de process et permet un contrôle optimal du système pour la production d'hydrogène vert.
- Surveillance et contrôle de la température et de la pression pour éviter la surchauffe ou la cavitation
- Optimisation des débits de gaz pour assurer la séparation de l'oxygène et de l'hydrogène
- Surveillance et contrôle de la conductivité et de la pureté de l'électrolyte
- Détection des chutes de pression du système pour identifier les blocages ou les fuites
- Maintenance prédictive rendue possible par des instruments de process avancés