8.Juli 2020
Wie McPhy die alkalische Elektrolyse industrialisieren will, um kohlenstoffarmen dekarbonisierten Wasserstoff zu erzeugen
Der 2-Megawatt-Elektrolyseur im Herzen der kohlenstofffreien Wasserstoffproduktionsanlage, die am 12. Juni von Apex Energy in Deutschland eingeweiht wurde, ist für McPhy nur ein Schritt. Die französischen Banker über die Reife der alkalischen Elektrolyse, um diese Technologie auf den industriellen Maßstab zu bringen und die Produktionskosten für grünen Wasserstoff zu senken.
"Wir haben mehrere Projekte von 1 bis 2 MW, arbeiten aber an der Entwicklung von Elektrolyseuren mit größerer Kapazität", erklärt Laurent Carme, General Manager von McPhy, im Interview mit Industrie & Technologies.
Mit dem in Laage installierten 2-MW-Elektrolyseur, der mit erneuerbarem Strom betrieben wird, kann Apex Energy bereits 300 Tonnen Wasserstoff pro Jahr ohne CO2-Emissionen produzieren, mit denen der Hauptsitz von Laex mit Strom und Wärme versorgt wird das Geschäft und zu einem Gewerbegebiet. Aber für billigeren grünen Wasserstoff muss man größer denken.
Zielelektrolyseure mit 20 oder sogar 100 MW
„Unser Ziel ist es, die Kosten für die Herstellung von Wasserstoff durch Skaleneffekte zu senken. Wenn wir wettbewerbsfähigen kohlenstoffarmen Wasserstoff produzieren wollen, müssen wir Systeme mit einer viel größeren Kapazität entwickeln, dh Elektrolyseuren mit 20 MW oder sogar 100 MW und mehr “, sagt Laurent Carme.
McPhy beabsichtigt, sich bei solchen Großprojekten auf die branchenweit am weitesten verbreitete Technologie zu verlassen, die bereits verwendet wird: die alkalische Elektrolyse. Diese Technologie ist sicherlich weniger innovativ als ihre Konkurrenz, die Proton Exchange Membrane (PEM) -Elektrolyse, bei der ein Festelektrolyt verwendet wird und die angeblich eine bessere Effizienz aufweist.
Eine ausgereiftere Technologie als PEM
Aber „die PEM nicht genügend ausgereift Vertrauen in die Hersteller auf große Projekte zu begeistern“ , betont Laurent Carme. Wenn wir als Entwickler bei extrem massiven Projekten alle klassischen Risiken übernehmen, die mit dem Management eines Industrieprojekts verbunden sind, vermeiden wir, ein zusätzliches technologisches Risiko hinzuzufügen. “
Vor allem "die alkalische Elektrolyse war bekannt, wir können sie jetzt industrialisieren, um Einnahmen zu erzielen und die Produktionskosten zu senken", sagt der Manager.
Bei der alkalischen Elektrolyse wird im Allgemeinen eine Kaliumhydroxidlösung verwendet, in die zwei Elektroden eingetaucht sind. Der elektrische Strom, der zwischen den beiden zirkuliert und von den Hydroxidionen getragen wird, zersetzt die Wassermoleküle durch Redox, um an der Anode Sauerstoff und an der Kathode Wasserstoff zu erzeugen, der dann gereinigt und gespeichert wird. "Während des Prozesses entsteht absolut kein CO2", so Laurent Carme. Soviel zum Prinzip.
Erhöhen Sie die Leistung, ohne zu sperrig zu sein
"Komplizierter wird es, wenn Sie die Größe erhöhen möchten", sagt der Manager. Eine der Herausforderungen dieser Technologie besteht darin, die Leistung des Elektrolyseurs zu maximieren und gleichzeitig den Platzbedarf zu minimieren. In seiner McLyzer-Reihe von Hochleistungselektrolyseuren setzt McPhy den Stapel - alle Elektroden, die an der Wasserstoffproduktion beteiligt sind - einem Druck von 30 bar aus. „Dies verbessert die Leistung des Geräts und macht es vor allem kompakter. Je mehr Platz der Stapel benötigt, desto mehr Ausrüstung benötigen Sie, desto teurer ist das System. “
Ein weiterer Faktor für die Kompaktheit: die Energiedichte der Elektroden. „Wir haben einen Technologiesprung gemacht und die Energiedichte der Elektroden verdoppelt. Heute reichen zwei Elektroden aus, um 2 MW zu erreichen, als vor zwei Jahren vier benötigt wurden “, sagt Laurent Carme. Der Fortschritt ergibt sich aus den verwendeten Metallen, aber auch aus der Anordnung der verschiedenen Schichten des Systems. „Wir werden zu immer größeren Stapeln gehen, aber die Energieeffizienz verbessern. ""
Alkalische Ausbeute und Haltbarkeit
Am Ende behauptet McPhy, für seine Installationen den Platzbedarf der PEM-Technologie fast a priori kompakter auszugleichen: "Die PEM verbraucht rund 40 m² / MW, und wir sind dank dessen rund 45 m² / MW Druckbeaufschlagungsvorgänge. ""
Französisch hebt zwei weitere Vorteile des alkalischen Prozesses hervor: Energieeffizienz und Nachhaltigkeit. „Mit unserem Verfahren verbrauchen wir ungefähr 55 kWh / kg erzeugten Wasserstoff, mit der PEM würden wir ungefähr 58 bis 60 kWh / kg verbrauchen, was äußerst schädlich ist. " Die Lebensdauer der Stapel erreicht laut Laurent Carme 80.000 Stunden für das Alkali gegenüber 40.000 Stunden für das PEM, was zusammenfasst: " Mit dem Alkali muss der Bediener den Stapel einmal wechseln die zwanzig Jahre. " Ein starkes Argument, um mit der Produktion von Leichtgas zu beginnen.
https://www.industrie-techno.com/article/...rbone-a-cout-reduit.61141
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