Centrales électriques : l'hydrogène dans la production d'électricité
Comment atteindre les objectifs de décarbonisation tout en répondant à la demande croissante en énergie
Le potentiel de l'hydrogène comme source d'énergie est inégalé : sa combustion dégage une chaleur intense sans émissions de CO2. En outre, l'hydrogène est utilisé dans les piles à combustible générant de l'électricité par une réaction chimique propre, dont la vapeur d'eau est le seul sous-produit émis. L'hydrogène révolutionne ainsi le secteur des énergies propres et durables, notamment s'il est produit à partir d'électricité issue de ressources durables (hydrogène vert). Toutefois, les exigences relatives aux dispositifs de mesure à utiliser sont sévères.
Chiffres clés
160 GW d'électrolyseurs
installées annuellement en moyenne jusqu'en 2050 pour répondre à la demande d'électricité pour la production d'hydrogène vert
L'hydrogène comme écosystème
©Endress+Hauser
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Endress+Hauser vous propose une vaste gamme de produits, services et solutions pour améliorer la fiabilité et la sécurité de toute la chaîne de valeur H₂.
Traitement du mélange d'hydrogène pour les centrales de production électrique au gaz.
Process de préparation de l'eau d'alimentation pour électrolyse.
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Recyclage de l'hydrogène pour les turbines à gaz naturel
Les sociétés énergétiques qui produisent, traitent, transportent et distribuent du gaz naturel se dirigent vers un avenir dans lequel l'hydrogène sera un élément important du bouquet énergétique. Lors de l'utilisation de sources d'énergie renouvelables pour la production d'énergie à faible émission, l'hydrogène peut être une alternative ou un complément aux combustibles classiques pour les turbines à gaz. Dans les années et décennies à venir, le gaz naturel sera mélangé à l'hydrogène en concentrations de plus en plus importantes.
Notre expertise dans le domaine
À l'aide des solutions Endress+Hauser pour la mesure des process, une nouvelle centrale de production électrique Long Ridge Energy (LRE) illustre avec succès l'utilisation de l'hydrogène vert dans la production d'énergie. L'installation a été équipée de débitmètres Coriolis et d'un analyseur Raman Rxn5 pour mesurer et valider le taux d'injection de H2 et la qualité du mélange. La réponse fiable et presque instantanée sur l'intégrité du mélange gazeux aide à éviter l'excès d'hydrogène, qui pourrait endommager le système de combustion.
- L'analyseur Raman Rxn5 fournit en temps réel une analyse fiable de la composition changeante des combustibles mélangés à l'hydrogène de la turbine à gaz
- Les débitmètres massiques Coriolis sont capables de fournir une mesure multivariable dans les flux gazeux, offrant une excellente précision de la masse et du volume corrigé d'hydrogène et de gaz naturel, avec agréments de transactions commerciales internationaux
- Conformité EPA (40 CFR partie 75) à l'aide de débitmètres pour combustibles
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Assurer la qualité de l'hydrogène utilisé dans les piles à combustible
Pour garantir le fonctionnement fiable et efficace des piles à combustible, la haute pureté de l'hydrogène est cruciale. Cela implique généralement la suppression des impuretés à des niveaux répondant à des normes spécifiques telles que celles définies par les organisations comme l'Organisation internationale de normalisation (ISO). La production et la livraison de l'hydrogène de haute qualité sont essentielles pour la réussite de la mise en œuvre de la technologie de piles à combustible dans diverses applications, y compris le transport et la production d'électricité stationnaire.
Notre expertise dans le domaine
Avec les débitmètres Coriolis Endress+Hauser, vous mesurez et contrôlez en toute sécurité le débit d'hydrogène. Les analyseurs de gaz à analyse optique détectent la présence d'impuretés comme l'humidité (H2O) et l'oxygène (O2) en parties par milliard. La technologie de mesure sans contact permet un fonctionnement fiable et sans maintenance pour assurer que l'hydrogène répond aux standards de qualité.
- Qualité de mesure sécurisée et précision inégalée avec données vérifiées pour les transactions commerciales
- Le design robuste et fiable garantit une installation et une mise en service faciles et une longue durée de vie
- Les impuretés de process peuvent être identifiées très rapidement grâce à d'excellents temps de réponse
- Disponibilité accrue grâce à un diagnostic, une vérification et une surveillance intégrés avec Heartbeat Technology
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Hydrogène vert par électrolyse : assurer la qualité de l'eau
L'une des étapes les plus importantes pour l'électrolyse est la préparation de l'eau à une spécification de qualité particulière, qui varie pour différents types de technologie d'électrolyseur. La mesure des paramètres suivants est essentielle : niveau, débit, pression, conductivité et parfois pH. Le nombre d'installations d'hydrogène vert étant en hausse, le COT peut être un autre paramètre pour détecter rapidement les défaillances dans le traitement en amont qui ne seraient pas détectées par la mesure de la conductivité ou du pH.
Notre expertise dans le domaine
Tout au long des différentes étapes de traitement, la surveillance de la qualité de l'eau est essentielle pour garantir la fiabilité et l'efficacité du process. Découvrez notre large gamme de capteurs et analyseurs pour surveiller ces process en toute sécurité.
- Débitmètre électromagnétique Promag W 10 : précision élevée, mesure de conductivité en option, 0xDN à passage intégral (pas de longueurs droites d'entrée ou de sortie nécessaires, pas de perte de charge) et surveillance simplifiée des performances opérationnelles avec Heartbeat Technology
- Mesure de conductivité fiable de l'eau ultrapure pour les électrolyseurs PEM et de l'hydroxyde de potassium ou la soude pour l'électrolyse alcaline, pour une surveillance optimale de la qualité grâce la technologie Memosens 2.0
- Les transmetteurs de pression Cerabar PMP51B offrent une excellente reproductibilité et une stabilité à long terme ainsi qu'une mise en service simple et à distance
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Sécurité maximale et savoir-faire professionnel
Étant donné le rôle critique de la mesure dans la sécurité des process, Endress+Hauser a rejoint le Centre pour la sécurité de l'hydrogène (CHS) afin de contribuer à la promotion de la sécurité de l'hydrogène et aider CHS à veiller à ce que les informations, les conseils et l'expertise en matière de sécurité soient disponibles pour toutes les parties prenantes.
Notre expertise dans le domaine
Que les préoccupations concernent les concepts de protection des zones dangereuses, les évaluations SIL ou les concepts de test de fonctionnement pour les systèmes instrumentés de sécurité (SIS), ou encore les risques concernant les applications spécifiques (comme la perméation de l'hydrogène), nos experts de l'industrie sont à vos côtés pour régler ces détails critiques.
- Instrumentation fiable et précise pour les séparateurs de gaz dans les process d'électrolyse pour la production d'hydrogène vert
- Garantir une qualité et une fiabilité maximales du produit en suivant les directives SIL et de cybersécurité pour réduire les risques et les temps d'arrêt
- Amélioration de la maintenance, du cycle de vie et de la gestion des actifs : notre plateforme de solution IIoT vous permet de suivre la base installée, la documentation et la gestion des données en fournissant des informations sur les performances et l'état de santé des instruments
Notre offre
Notre offre comprend des appareils de mesure, des services et solutions très fiables pour la génération d'électricité à base d'hydrogène ou enrichie en hydrogène : débitmètres haut de gamme pour réduire les coûts, rester conforme et prolonger la durée de vie de la turbine en réduisant les risques de retour de flamme, analyse physico-chimique pour assurer la qualité de l'eau, transmetteurs de pression avec membranes en or pour une sécurité accrue, capteurs de température pour un fonctionnement optimal, mesure de la pureté pour assurer l'efficacité des piles à combustible, et spectroscopie Raman pour l'analyse de la composition du gaz.
- Technologie et solutions éprouvées pour l'hydrogène garantissant la sécurité et la fiabilité
- Nous accompagnons nos clients dans leur transformation numérique, un élément clé pour l'approvisionnement énergétique décentralisé et la transition énergétique
- Large gamme : équipement de mesure parfaitement adapté, issu d'un seul fournisseur
- Inégalé pour la mesure précise et fiable de la quantité, de la qualité et de la composition du gaz
- Augmenter la performance du système tout en réduisant les coûts d'exploitation : Heartbeat Technology d'Endress+Hauser est un concept éprouvé de diagnostic, de vérification et de surveillance