- Polish (Poland)
- Produkty i usługi
- Industries
- Czysta energia
- Zielony wodór
Optymalne rozwiązania dla zrównoważonej produkcji wodoru
Woda ultraczysta jest podstawowym surowcem do produkcji wysokiej jakości wodoru i niezawodnej pracy elektrolizera. Nieodpowiednie uzdatnienie wody może poważnie zakłócić procesy produkcyjne i doprowadzić do uszkodzeń elektrolizera.
Dobór odpowiedniej metody uzdatniania zależy od rodzaju elektrolizera oraz źródła wody zasilającej. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu, rozległemu know-how, ustandaryzowanym produktom oraz międzynarodowym serwisowi i obsłudze dostarczamy kompleksowe rozwiązania dostosowane do indywidualnych potrzeb klientów – od źródła wody do wnętrza elektrolizera.
Woda w produkcji wodoru – najważniejsze informacje
Do wyprodukowania jednej tony zielonego wodoru potrzeba około 9m³ ultraczystej wody.
Ale dlaczego ultraczysta woda? Jakość wody determinuje wiele czynników, a każdy jon i cząsteczka obecna w wodzie ma wpływ na pracę elektrolizera. Dlatego, aby zapewnić jego prawidłowe i efektywne działanie, konieczne jest stosowanie wody ultraczystej.
Elektrolizery potrzebują od 50 do 100m³ wody dejonizowanej (DI) na godzinę na każdy megawat mocy.
Aby zapobiec przegrzewaniu się elektrolizera, konieczny jest wysoki przepływ – od 50 do 100m³/h na każdy MW mocy. Taki przepływ zapewnia skuteczną cyrkulację wody ultraczystej i roztworu KOH. To nawet 250–500 razy więcej niż przepływ wymagany tylko do zasilania elektrolizera wodą.
25% energii zużywanej w procesie elektrolizy wymaga efektywnego chłodzenia, aby zapobiec przegrzewaniu się systemu.
Elektroliza nie tylko produkuje zielony wodór, ale także generuje znaczną ilość ciepła. Wieże chłodnicze odgrywają kluczową rolę w odprowadzaniu nadmiaru ciepła, a pompy stanowią serce procesu chłodzenia. To pompy zapewniają ciągły przepływ wody, maksymalizując wymianę ciepła i pomagając utrzymać stabilność oraz energooszczędność całego procesu.
Uzdatniamy wodę dla wszystkich technologii elektrolizerów
Uzdatnianie wody do produkcji wodoru rozpoczynamy od etapu wstępnego, który jest uzależniony od źródła wody zasilającej. Następnie wdrażamy kolejne etapy, na które wpływ ma technologia elektrolizera. Niezależnie od tego, czy chodzi o zmiękczanie, dejonizację czy inne zaawansowane procesy, zapewniamy produkcję wody ultraczystej, która jest niezbędna do prawidłowego działania elektrolizera oraz efektywnej produkcji wodoru.
Dostarczamy odpowiednie systemy uzdatniania wody niezależnie od wybranej technologii elektrolizy
- Elektroliza alkaliczna (AWE)
- Elektroliza z membraną elektrolitu polimerowego (PEM)
- Obróbka wykańczająca w połączeniu z PEM
- Elektroliza z stałym elektrolitem tlenkowym (SOE)
- Elektroliza z membraną do wymiany anionów (AEM)
Firma Grundfos Water Treatment Europe (dawniej EUROWATER) zaprojektowała, zbudowała i uruchomiła system uzdatniania wody dla pierwszej na świecie komercyjnej instalacji, która zwiększa produkcję biogazu poprzez elektrolizę i metanizację biologiczną.
Poznaj skuteczne rozwiązania w uzdatnianiu wody, które usprawniają działanie systemów elektrolizerów
Niezależnie od tego, czy potrzebujesz dogłębnej analizy procesu uzdatniania wody i wykorzystania wody morskiej w produkcji wodoru, czy jedynie krótkiego przeglądu informacji o znaczeniu uzdatniania wody, nasze opracowania techniczne są dla Ciebie. Zapoznaj się z naszymi materiałami, aby odkryć korzyści płynące z właściwego uzdatniania wody w procesie produkcji wodoru.
Niezawodna i bezpieczna produkcja wodoru wymaga energooszczędnych pomp. Pompy odpowiadają za transport wody przez kolejne etapy procesu produkcyjnego i odgrywają kluczową rolę w transporcie dużej ilości ciepła podczas elektrolizy. To pozwala utrzymać odpowiednią różnicę temperatur w całym układzie elektrolizera.
Pompy w procesie proukcji zielonego wodoru - DOWIEDZ SIĘ WIĘCEJ
Pompy w systemach produkcji zielonego wodoru zapewniają stały dopływ świeżej wody do procesu elektrolizy, odpowiadają za cyrkulację wody w celu usunięcia zanieczyszczeń. Utrzymują także przepływ wody dejonizowanej oraz odprowadzają ciepło powstające podczas elektrolizy i innych procesów. Pobierz materiały, aby poznać wszystkie kluczowe zadania i wyzwania związane z tym procesem.
Najczęściej zadawane pytania - uzdatnianie wody do produkcji zielonego wodoru
Jakie jest zapotrzebowanie na wodę w procesie elektrolizy?
Zapotrzebowanie na wodę w procesie elektrolizy zależy od technologii elektrolizera. Przyjmuje się jednak, że wynosi około 200 l/h na każdy MW. Dodatkowo, należy uwzględnić zapotrzebowanie na wodę chłodzącą.
Ile wodoru można wyprodukować z danej ilości wody?
Woda zbudowana jest z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu. Ponieważ tlen jest 16 razy cięższy od wodoru, w cząstce wody jest 89% tlenu i 11% wodoru. Oznacza to, że do wyprodukowania 1 kg wodoru potrzebne jest 9 kg wody. W praktyce potrzebne jest 10-13 kg wody z uwagi na sprawność procesu i ewentualne straty wody.
Co to są standardy jakości wody ASTM?
Standardy ASTM typu I, II, III i IV są zestawem norm jakości wody używanym w określaniu wymagań dla elektrolizerów. Normy te opisują parametry takie, jak przewodność, zawartości: sodu, chloru, krzemionki oraz TOC. W praktyce bywają one często niewystarczające dla poprawnego określenia wymagań jakości wody dla elektrolizera.
W którym miejscu procesu potrzebne jest uzdatnianie wody?
Zarówno elektroliza alkaliczna, jak i PEM wymagają uzdatniania wody uzupełniającej. PEM wymaga również ciągłego utrzymania czystości wody w celi elektrolizera.
Czy można używać wody morskiej lub uzdatnionych ścieków jako źródła wody zasilającej elektrolizer?
Tak. Każde z powyższych źródeł wymaga specjalnego uzdatnienia z uwagi na składniki i zanieczyszczenia, a także zmienność jakości wody zasilającej. Uzdatnianie ścieków wymaga eliminacji składników organicznych i mikroorganizmów, które mogą powodować biofouling. Natomiast w przypadku wody morskiej należy zwrócić szczególną uwagę na wysoką redukcję zasolenia.
W jaki sposób jakość wody wpływa na żywotność elektrolizera?
Żywotność elektrolizera, określana przez producentów, w pełni zależy od przestrzegania wymogów dotyczących jakości wody. Nawet śladowe ilości niepożądanych jonów czy cząsteczek mogą prowadzić do trwałego uszkodzenia urządzenia.
Jak osiągnąć wymaganą jakość wody do elektrolizy?
Pierwszym etapem jest uzyskanie jakości wody zasilającej na poziomie odpowiadającym parametrom wody pitnej. Następnie woda jest kondycjonowana w celu uniknięcia wytrącania się osadów. Kolejnym etapem jest odwrócona osmoza, która eliminuje jony, związki organiczne i koloidy. Usunięcie rozpuszczonych gazów wymaga oddzielnego procesu. Ostatnim krokiem jest doczyszczenie wody, dostosowane do specyficznych wymagań danego typu elektrolizera.
Z jakiego materiału powinna być wykonana pompa do instalacji wodorowej?
Ponieważ celem jest produkcja ultraczystej wody dla instalacji wodorowej, pompa powinna być wykonana ze stali nierdzewnej, aby wyeliminować ryzyko zanieczyszczenia żelazem.
Czy podczas produkcji wodoru powinienem martwić się o korozję elektrochemiczną w uszczelnieniu wału pompy?
Tak, podczas pompowania ultraczystej wody może wystąpić korozja elektrochemiczna. Aby jej zapobiec, stosuje się materiały takie jak węglik krzemu i węglik wolframu, ze względu na ich wysoką trwałość i odporność na zużycie.
Jakiej wielkości projekty realizuje GRUNDFOS WATER TREATMENT (dawniej EUROWATER)?
Urządzenia GRUNDFOS WATER TREATMENT (dawniej: EUROWATER) znajdują zastosowanie zarówno w małych projektach (1–10 MW), jak i w wielkoskalowych instalacjach o mocy sięgającej gigawatów (GW)
Jakie modele i rozmiary pomp oferuje Grundfos do zastosowań w produkcji wodoru?
Grundfos oferuje szeroki wybór pomp do procesów związanych z produkcją wodoru – od małych modeli CRN o wydajności 1 m³/h po duże pompy NBG osiągające nawet 1000 m³/h. Szczegółowe informacje znajdziesz w tabeli procesu.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, skontaktuj się z nami.
Gwarancja niezawodnej pracy elektrolizera dzięki odpowiedniemu systemowi uzdatniania wody
Jakość wody to klucz do wydajnej i bezawaryjnej pracy elektrolizerów PEM. Zanieczyszczenia w wodzie mogą powodować korozję, obniżać efektywność pracy elektrolizera, powodować przestoje i prowadzić do kosztownych awarii.
Oferujemy zaawansowane rozwiązania w zakresie uzdatniania wody dla elektrolizerów PEM w całym procesie produkcji zielonego wodoru.
Uzdatnianie wody do elektrlizerów PEM
- Usuwanie wapnia i magnzeu z wody w celu unikanięcia zatykania membran systemu odwróconej osmozy (RO)
- Zapobieganie gromadzeniu się osadów wapnia w rurociągach, kotłach parowych, urządzeniach do podgrzewania wody, wymiennikach ciepła oraz wieżach chłodniczych
- Zwiększenie niezawodności działania i wydłużenie żywotności innych urządzeń
- Woda demineralizowana poprzez filtrację membranową do wody ultraczystej
- Usuwa ponad 98% rozpuszczonych soli, mikroorganizmów, bakterii i wiekszość substancji organicznych, zmniejszając w ten sposób korozje mikrobiologiczną
- Odzysk wody na poziomie 90% dzięki technologii RO-PLUS
- Energooszczędne rozwiązania w zakresie sterowania pomp
- Usuwanie rozpuszczonych gazów bez użycia chemikaliów
- Sprężone powietrze jako gaz oczyszczający
- Znaczne obniżenie poziomu CO2, co skutkuje niższą przewodnością wody
- Stosowana po odwróconej osmozie w celu doczyszczenia filtratu z urządzenia
- Niski poziom przewodności, TOC i krzemionki
- Elektrochemiczna regeneracja umożliwia ciągłą pracę bez konieczności użycia chemikaliów i wymiany żywic
- Alternatywa do klasycznego doczyszczania wody na urządzeniach ze złożem mieszanym mixed-bed w przygotowaniu wody uzupełniającej
- Służa do doczyszczania uzupełniającej wody ultraczystej oraz do ciągłego utrzymania czystości wody w pętlach rafinacyjnych PEM
- Gwarancja przewodności poniżej 0,1 µS/cm
- Regeneracja poza miejscem użytkowania
- Dostępne w standardowej powłoce PPA do wody uzupełniajacej i ze stali nierdzewnej do doczyszczania wody w pętli rafinacji
- Wyselekcjonowane żywice jonowymienne do wody uzupełniającej i pętli rafinacji
European Energy uruchomiła pierwszy na świecie komercyjny zakład produkcji e-metanolu na dużą skalę w Kassø, w Danii. Grundfos Water Treatment (dawniej: EUROWATER) dostarczył system uzdatniania wody dla elektrolizera PEM o mocy 50 MW, który potrzebuje 10 000 litrów ultraczystej wody na godzinę (przewodność <0,1 µS/cm). Pobierz case study i poznaj szczegóły rozwiązania.
Uzdatnianie wody to tylko około 1% całkowitych kosztów inwestycji w system elektrolizera. Jednak jego zaniedbanie może zagrozić całemu procesowi. Mówiąc wprost: dobrze wykonany system uzdatniania wody nie obciąży budżetu, ale źle – może doprowadzić do awarii i dużych strat.
Utrzymanie ultraczystej wody to klucz do maksymalnej wydajności elektrolizera PEM
Podczas elektrolizy skład wody ulega zmianie, a do obiegu wody dejonizowanej (DI) uwalniane są szkodliwe jony. Aby zapobiec zanieczyszczeniom, konieczne jest jej ciągłe uzdatnianie. Realizuje się to poprzez oczyszczanie strumienia bocznego w pętli rafinacji, zazwyczaj z wykorzystaniem dejonizacji i filtracji cząstek.
Jako ogólną wskazówkę można przyjąć, że pętla rafinacji w systemach PEM powinna obsługiwać przepływ równy 1–5% przepływu pętli wody zdemineralizowanej, aby zapewnić optymalną wydajność i efektywność.
Kluczowe wyzwania związane z uzdatnianiem wody dla elektrolizerów PEM
Woda do elektrolizy musi mieć bardzo wysoką jakość. Jednak samo jej uzdatnienie do odpowiedniego poziomu to dopiero początek. Równie istotne jest utrzymanie tej jakości podczas procesu cyrkulacji w elektrolizerze. W tym opracowaniu technicznym omawiamy, jak zachowuje się woda w elektrolizerze i co to oznacza dla uzdatniania w pętli rafinacji.
Najczęściej zadawane pytania - uzdatnianie wody do produkcji zielonego wodoru
Jakiej jakości woda jest wymagana do procesu elektrolizy?
Wymagana jakość wody w procesie elektrolizy zależy od rodzaju zastosowanego elektrolizera (alkaliczny, PEM) oraz specyfikacji producenta. Choć konkretne parametry mogą się różnić w zależności od technologii, typowy zakres dopuszczalnej przewodności wynosi od 0,056 do 5 µS/cm.
W którym miejscu procesu potrzebne jest uzdatnianie wody?
Zarówno elektroliza alkaliczna, jak i PEM wymagają uzdatniania wody uzupełniającej. PEM wymaga również ciągłego utrzymania czystości wody w celi elektrolizera.
Czy lepiej stosować stacje EDI czy mixed-bed do doczyszczania wody zdemineralizowanej?
Wybór między stacją EDI a układem z wymiennikami jonowymi typu mixed-bed zależy od konkretnego zastosowania – odoczyszczania wody uzupełniającej lub wody w obiegu celi elektrolizera. Choć system EDI wiąże się z wyższym kosztem inwestycyjnym, pozwala na znaczne oszczędności dzięki wyeliminowaniu kosztów regeneracji.
Jakie żywice jonowymienne należy stosować w końcowej obróbce wody do elektrolizy?
Dobór odpowiedniego rodzaju żywic jonowymiennych ma kluczowe znaczenie dla stabilności procesu elektrolizy. Zastosowanie niewłaściwego typu może skutkować trwałym uszkodzeniem celi elektrolizera.
Jakiej wielkości projekty realizuje GRUNDFOS WATER TREATMENT (dawniej EUROWATER)?
Urządzenia GRUNDFOS WATER TREATMENT (dawniej: EUROWATER) znajdują zastosowanie zarówno w małych projektach (1–10 MW), jak i w wielkoskalowych instalacjach o mocy sięgającej gigawatów (GW)
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, skontaktuj się z nami.
Najwyższa wydajność elektrolizy alkalicznej (AWE) dzięki wodzie ultraczystej
Woda ultraczysta jest podstawowym surowcem w procesie elektrolizy alkalicznej i gwarantuje niezawodność działania elektrolizera. Odpowiedni system uzdatniania wody usuwa zanieczyszczenia, które mogłyby zakłócić proces elektrolizy, jednocześnie ogranicza koszty eksploatacji.
Poznaj nasze nowoczesne technologie uzdatniania wody stworzone z myślą o niezawodnej, zrównoważonej i efektywnej produkcji zielonego wodoru.
Uzdatnianie wody do elektrolizy alkalicznej
- Usuwanie wapnia i magnzeu z wody w celu unikanięcia zatykania membran systemu odwróconej osmozy (RO)
- Zapobieganie gromadzeniu się osadów wapnia w rurociągach, kotłach parowych, urządzeniach do podgrzewania wody, wymiennikach ciepła oraz wieżach chłodniczych
- Zwiększenie niezawodności działania i wydłużenie żywotności innych urządzeń
- Woda demineralizowana poprzez filtrację membranową do wody ultraczystej
- Usuwa ponad 98% rozpuszczonych soli, mikroorganizmów, bakterii i wiekszość substancji organicznych, zmniejszając w ten sposób korozje mikrobiologiczną
- Odzysk wody na poziomie 90% dzięki technologii RO-PLUS
- Energooszczędne rozwiązania w zakresie sterowania pomp
HySynergy I 20 MW to jeden z największych projektów produkcji zielonego wodoru w Europie, realizowany przez firmę Everfuel. Grundfos dostarczył rozwiązanie do uzdatniania wody, które obejmuje zmiękczanie metodą wymiany jonowej oraz dwupasową odwróconą osmozę, zapewniając odpowiednią jakość wody uzupełniającej wymaganą w procesie elektrolizy.
Wielu specjalistów twierdzi, że 5 μS/cm to dolna granica przewodności wody dla standardowej elektrolizy alkalicznej. Jednak obserwując obecne trendy rynkowe, widzimy rosnące wymagania dotyczące jakości wody, także w przypadku elektrolizy alkalicznej.
Utrzymanie jakości wody ultraczystej w celu poprawy wydajności elektrolizy alkalicznej
Tworzenie się cząstek w wodzie zasilającej może prowadzić do zatykania elektrolizera i powodować przestoje. Aby temu zapobiec, cały przepływ powinien być uzdatniany w pętli rafinacji, co pozwala utrzymać odpowiednią jakość wody wewnątrz elektrolizera.
Niniejsze opracowanie techniczne wyjaśnia, jak przebiega obieg wody w elektrolizerze i dostarcza praktycznych informacji na temat uzdatniania wody w procesie elektrolizy alkalicznej.
Najczęściej zadawane pytania - uzdatnianie wody do produkcji zielonego wodoru
Jakiej jakości woda jest wymagana do procesu elektrolizy?
Wymagana jakość wody w procesie elektrolizy zależy od rodzaju zastosowanego elektrolizera (alkaliczny, PEM) oraz specyfikacji producenta. Choć konkretne parametry mogą się różnić w zależności od technologii, typowy zakres dopuszczalnej przewodności wynosi od 0,056 do 5 µS/cm.
W którym miejscu procesu potrzebne jest uzdatnianie wody?
Zarówno elektroliza alkaliczna, jak i PEM wymagają uzdatniania wody uzupełniającej. PEM wymaga również ciągłego utrzymania czystości wody w celi elektrolizera.
Jakiej wielkości projekty realizuje GRUNDFOS WATER TREATMENT (dawniej EUROWATER)?
Urządzenia GRUNDFOS WATER TREATMENT (dawniej: EUROWATER) znajdują zastosowanie zarówno w małych projektach (1–10 MW), jak i w wielkoskalowych instalacjach o mocy sięgającej gigawatów (GW)
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, skontaktuj się z nami.