|
KLINGER The Netherlands
Nikkelstraat 23067 GR Rotterdam
Klinger Service Center Limburg
Business Park Stein 208A6181 MB Elsloo |
Groene waterstof is de energiebron van de toekomst
Power-to-X: Groene waterstof is de energiebron van de toekomst
KLINGER Germany – Power-To-X – Afdichtingsoplossingen voor de waterstofmarkt: ✓ Wereldwijd waterstofinitiatief ✓ Infografiek over groene energie ✓ Interview met Norbert Weimer
KLINGER expert, Norbert Weimer, weet hoe waterstofenergie kan helpen in de strijd tegen de klimaatverandering. In onze factcheck legt hij ook uit welke afdichtingsoplossingen KLINGER in petto heeft voor de waterstofmarkt.
„Alleen met groene waterstofenergie zullen we in staat zijn de noodzakelijke energieomslag te maken. Waterstof is de olie van de toekomst!“
Dit is de ontwikkeling waarvan Norbert Weimer, manager van KLINGER Germany, overtuigd is. En hij is niet de enige: veel wetenschappers, politici en economisch deskundigen wereldwijd voorspellen een omslag naar groene energie waarbij waterstof de sleuteltechnologie is.
Wereldwijd waterstofinitiatief
De Oostenrijkse bondskanselier, Sebastian Kurz, wil van Oostenrijk een 'waterstofnatie' maken. En ook in Duitsland maakt een nationale waterstofstrategie de weg vrij voor de grootschalige toepassing van deze energiebron. In heel Europa worden 150 soortgelijke projecten gefinancierd. En voor het eerst heeft ook China de ontwikkeling van waterstof opgenomen in zijn nationale ontwikkelingsplan in 2020. In het kader van dat plan financiert de Chinese overheid nu waterstoftankstations in het land. De beurskoersen van waterstofaandelen zitten dan ook in de lift. De koersen waren zelfs immuun voor COVID-19.
Waterstof – kansen, uitdagingen en oplossingen; KLINGER Interview
Over expert Norbert Weimer, manager KLINGER Germany
Norbert Weimer is manager van KLINGER GmbH in Duitsland. KLINGER GmbH is lid van de werkgroep Power-to-X for Applications die in 2018 door de Vereniging van de Duitse machinebouwindustrie (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau) werd opgericht. Ondernemingen zoals Siemens, MAN en Thyssen Krupp zitten ook in de werkgroep.
Waar ziet u in de toekomst de belangrijkste toepassingen voor waterstof?
Bij het tanken van commerciële voertuigen zoals vrachtwagens, bussen en treinen. Er zijn ook industriële toepassingen in de chemie en de staalproductie, voor de reductie van ijzeroxide. En waterstof kan worden gebruikt voor e-brandstoffen zoals benzine, kerosine of diesel, bijvoorbeeld om vliegtuigen aan te drijven.
Op welke gebieden wordt waterstof op dit moment al als energiebron gebruikt?
Momenteel is het gebruik van waterstof als energiebron nog beperkt. Het wordt gebruikt bij het lassen, als raketbrandstof, in brandstofcellen en in zeldzame gevallen ook als autobrandstof. In heel Europa zijn er ongeveer 140 stations waar waterstof kan worden getankt.
Waterstof is ook een chemische grondstof voor de productie van ammoniak en wordt gebruikt voor het gasverpakken (E949) en conserveren van voedsel. Bovendien hebben raffinaderijen er grote hoeveelheden van nodig voor hydrogenering.
Wat zijn de grootste uitdagingen bij de behandeling van waterstof en welke oplossingen biedt KLINGER?
Waterstofmoleculen zijn bijzonder klein, zelfs kleiner dan die van helium. Ze ontsnappen dus gemakkelijk door poreus materiaal. Daarom is lekkage een groter probleem dan bij andere stoffen. Bovendien is waterstof, net als andere brandbare gassen, ontvlambaar en explosief wanneer het in contact komt met zuurstof en een minuscuul vonkje. Wij hebben producten ontwikkeld die deze problemen aanpakken:
- extra hoogwaardige kwaliteitsproducten
- hoge lekdichtheid
- hoge assemblagekwaliteit
Power-to-X: Groene stroom gebruiken waar en wanneer dat nodig is
Power-to-X (ook P2X en P2Y) combineert alle beschikbare opties voor het gebruik van overtollige stroom uit hernieuwbare energiebronnen.
Dus wat zijn nu de voordelen van waterstof? Waarom de hype? Het sterke punt is de veelzijdigheid van waterstof. Vergeleken met elektriciteit kan het gemakkelijker worden opgeslagen. Daarom is waterstof het ideale medium om seizoensoverschotten van wind-, water- of zonne-energie in op te slaan die later als energiebron of als hulpbron voor industriële processen kunnen worden gebruikt. Deskundigen noemen deze overdracht van CO2-neutrale energie 'Power-to-X' (P2X).
Sectorkoppeling als mondiale opdracht
Wanneer groene stroom wordt omgezet in andere energiebronnen, maakt P2X het mogelijk om elektriciteit onafhankelijk van stroombronnen zoals stopcontacten te gebruiken, bijvoorbeeld om voertuigen, vliegtuigen en schepen aan te drijven. Deskundigen spreken van 'sectorkoppeling' wanneer de stroombehoefte van verschillende sectoren wordt gekoppeld via het medium waterstof en zijn opvolgerproducten.
Duurzame circulaire economie met gebruikmaking van waterstof
Zo kan het flexibele gebruik van waterstof bijdragen tot de energietransitie. Maar op de weg naar de uitvoering van dit ambitieuze concept staan ons nog enkele uitdagingen te wachten. In de eerste plaats ontbreekt nog de infrastructuur die nodig is om grote hoeveelheden van dit zeer vluchtige en uiterst lichte gas te vervoeren. Momenteel wordt onderzocht hoe waterstof, als additief aan petroleumgas, door gasleidingen kan worden vervoerd om de CO2-uitstoot tijdens de verbranding te reduceren.
Als groene waterstof wordt geproduceerd in landen met veel zonne- en windenergie, kan het daar worden omgezet in methanol of e-brandstoffen, zoals benzine, kerosine en diesel, en vervolgens op een conventionele manier worden vervoerd. Dit zou bijvoorbeeld een mogelijkheid zijn om het luchtvervoer klimaatneutraal te maken. Sectorkoppeling is dus een mondiale opdracht.
Waterstof
Waterstof is een moleculair gas met de chemische notatie H. Op aarde is het gebonden aan water. Bijgevolg maakt het deel uit van bijna elke organische verbinding. Water wordt gevormd wanneer waterstof reageert met zuurstof. En omdat de reactie exotherm is (warmte produceert), is energie een bijproduct.
Grijze waterstof →
wordt verkregen uit fossiele brandstoffen zoals petroleumgas of steenkool. CO2 komt vervolgens in de atmosfeer terecht en draagt bij tot het broeikaseffect. Een voorbeeld: Bij de productie van één ton waterstof komt ongeveer tien ton koolstofdioxide vrij. De productie van waterstof uit fossiele brandstoffen is momenteel nog steeds de meest gangbare productiemethode.
Blauwe waterstof →
is grijze waterstof waarvan de CO2 tijdens de productie wordt afgescheiden en opgeslagen (CO2-afvang en -opslag). Het wordt opgeslagen in ondergrondse cavernes of verder verwerkt als grondstof in de chemische industrie. Tijdens dit proces van waterstofproductie komt er geen CO2 in de atmosfeer terecht. Dit proces kan dus als CO2-neutraal worden beschouwd.
Turquoise waterstof →
is een bijproduct van de thermische ontleding van methaan. Voorwaarde voor de CO2-neutraliteit van dit type waterstof is dat de benodigde hogetemperatuurreactor wordt gevoed met hernieuwbare energie en dat in plaats van CO2 vaste koolstof wordt geproduceerd.
Groene waterstof →
wordt geproduceerd met 100 procent hernieuwbare elektriciteit en is dus echt CO2-neutraal.
Waterstof + zuurstof = energie
Net als elektriciteit is waterstof geen primaire energiebron die gewoon kan worden ontgonnen en gebruikt. Waterstof moet worden geproduceerd, waarvoor een bepaalde hoeveelheid energie nodig is. Afhankelijk van de energiebron wordt waterstof ingedeeld op een gekleurde schaal.
Duurzaamheid
Waterstof is pas echt groen als de elektriciteit die voor de productie ervan wordt gebruikt ook groen is. Als fossiele brandstoffen zoals petroleumgas of steenkool worden gebruikt, komt er bij de synthese nog steeds CO2 vrij. Als de energie die nodig is voor de productie van waterstof groen is, kan waterstof worden gebruikt als een volledig CO2-neutrale energiedrager.
Veilige behandeling: elastomeer-, PTFE- en vezelversterkte pakkingen
KLINGER-producten maken het transport, de opslag en de verdere verwerking van waterstof veilig. Met elastomeer-, PTFE- en vezelversterkte pakkingen van KLINGER is het mogelijk om de verbindingen van constructie-elementen lekdicht en ondoordringbaar te houden, zelfs voor extreem kleine waterstofmoleculen (zie Interview met expert Norbert Weimer).
KLINGER Germany TÜV-certificaat
Uiteraard worden alle pakkingtypes voldoende getest en geïnspecteerd door de Duitse TÜV, omdat lekdichtheid essentieel is bij de behandeling van waterstof. Waterstof kan immers binnen enkele seconden ontbranden wanneer het in contact komt met zuurstof en een vonk (zie Knalgas). Om dit te vermijden, moeten de hoogste kwaliteits- en veiligheidsnormen in acht worden genomen: "KLINGER heeft de expertise om de nieuwe P2X-technologieën te begeleiden en te implementeren met de geschikte afdichtingstechnologie", zegt Weimer.
Alle KLINGER-pakkingen zijn door de TÜV getest op hun lekgedrag bij waterstof en worden erkend als bijzonder hoogwaardige afdichtingen. TÜV staat voor Technischer Überwachungsverein, de Duitse technische-keuringsinstantie. TÜV is een van de grootste testorganisaties in Duitsland voor het uitvoeren van veiligheidscontroles, meestal zoals voorgeschreven door wet- en regelgeving van de deelstaten.
Wist je dat ...
... de Franse schrijver Jules Verne al in de 19e eeuw voorspelde dat waterstof ooit een energiebron zou worden? In zijn roman 'Het geheimzinnige eiland' (gepubliceerd in 1874) schreef hij: "Ik ben ervan overtuigd dat water ooit als brandstof zal worden gebruikt, dat de bestanddelen waterstof en zuurstof de bron van warmte en licht zullen worden. Water is de steenkool van de toekomst!"
Productaanbod voor de industrie en technologiesector
De producten voor snijders en de technologiesector zijn reeds beschikbaar (zie de productcatalogus van KLINGER voor P2X). De experts van KLINGER, zoals Weimer, kijken ernaar uit om hun knowhow toe te lichten in directe gesprekken met klanten: "De nauwe samenwerking in het hele distributiekanaal, van de producent via de snijder tot de fabrikant en exploitant van de installatie garandeert veilige, efficiënte en duurzame afdichtingsoplossingen in de waterstofindustrie."
Power-to-X
Stroomopwekking met behulp van hernieuwbare energie
Pakkingen voor stoom- en waterturbines met in- en uitlaatleidingen en als corrosiebescherming tussen torensegmenten van windturbines.
- KLINGERSIL® C-4400
- KLINGERSIL® C-4430
- KLINGER KGS G II
- KLINGER®top-chem 2000
- KLINGERgraphit
- KLINGERmilam
Waterstofproductie door middel van elektrolyse
Standaardpakkingen en behuizingsafdichtingen in systemen voor elektrolyse van alkalische en zure verbindingen.
Distributie en opslag
Pakkingen voor tanks en leidingnetwerken en voor systemen voor de opslag van gas in cavernes voor gasvormige en vloeibare fysische toestanden.
- KLINGER KGS G II
- KLINGERSIL® C-4400
- KLINGERSIL® C-4430
- KLINGER CompenSil
Productie van methanol
Productie van methaan, methanol en koolwaterstoffen met lange ketens. Omzettingsprocessen in reactoren met behulp van katalysatoren en gasreinigingssystemen. Pakkingen aangepast aan proces en temperatuur.
- KLINGER KGS G II
- KLINGERSIL® C-4400
- KLINGERSIL® C-4430
- KLINGER®top-chem 2000
- KLINGER®top-chem 2003
- KLINGERmilam
Productie van e-brandstoffen
Er zijn verschillende processen voor de productie van e-brandstoffen (Fischer-Tropsch, Sasol enz.) die werken met katalysatoren in het middelhoge tot hoge temperatuurbereik.
- KLINGER KGS G II
- KLINGERSIL® C-4400
- KLINGERSIL® C-4430
- KLINGER®top-chem 2000
- KLINGER®top-chem 2003
- KLINGER® Quantum
- KLINGERgraphit
KLINGER-pakkingen en hun toepassingsspectrum voor waterstof en P2X-stappen:
Elastomeer pakkingen
Met standaard flensaansluitingen en vrij lage temperaturen voor gastoevoer, -distributie en -opslag. Het Duitse Instituut voor Gas- en Milieutechnologie (DBI GUT) en de Duitse technische-keuringsinstantie TÜV Süd hebben waterstof positief bevonden en gecertificeerd als opslagmedium.
Grafietlaminaatpakkingen
Voor hoge temperaturen in de installatie, bijv. boven 200 °C. Overal waar waterstof wordt omgezet in e-brandstoffen (benzine, kerosine, diesel) en het proces vloeibare fasen omvat.
Vezelversterkte pakkingen
Worden gebruikt in de gasdistributie, in machines en installaties zoals elektrolyseapparaten en procestechnische installaties, alsook in pompen. Ze worden ook in niet-standaardafmetingen geleverd - het voordeel: vezelversterkte pakkingen kunnen als vlakke pakkingen in elke maat en vorm worden geproduceerd. Ze zijn door het Duitse Instituut voor Gas- en Milieutechnologie (DBI GUT) en de Duitse technische-keuringsinstantie TÜV ook gecertificeerd voor gebruik met waterstof.
Pakkingen op basis van PTFE
Deze afdichtingsmaterialen van KLINGER zijn geschikt voor alle stappen van het P2X proces tot temperaturen van 250 °C. Ze worden gekenmerkt door een hoge chemische stabiliteit en hoge lekdichtheid met gas en ze verslijten niet bij gebruik. Ze zijn eveneens door de TÜV gecertificeerd voor gebruik met waterstof.
Veelgestelde vragen (FAQ)
