Wodór do procesów wysokotemperaturowychWykorzystanie wodoru do zmniejszenia emisji CO₂ podczas utwardzania tłocznego
Źródło: komunikat prasowy
FZ Jülich | Tłumaczenie wykonane przez sztuczną inteligencję
4 min Czas czytania
W procesie hartowania tłocznego blachy metalowe muszą osiągać temperaturę powyżej 900 °C. Instalacja pilotażowa w ramach projektu Hyheat pokazuje, jak można w tym celu wykorzystać wodór oraz jak zmieniać gaz opałowy w trakcie pracy. Celem jest zmniejszenie emisji CO₂ podczas obróbki cieplnej.
Przed instalacją demonstracyjną HyHeat w Simmerath: (od lewej) Michael Theben (kierownik działu ds. ochrony klimatu w Ministerstwie Gospodarki, Przemysłu, Ochrony Klimatu i Energii kraju związkowego Nadrenia Północna-Westfalia), dr Tim Grüttemeier (członek Rady Regionu Miejskiego Aachen), Alexander Wilden (wyłączny właściciel i dyrektor zarządzający grupy schwartz), prof. Peter Jansens (członek zarządu Centrum Badawczego w Jülich), prof. Peter Wasserscheid (dyrektor Instytutu Zrównoważonej Gospodarki Wodorowej w Centrum Badawczym w Jülich), prof. Andreas Peschel (dyrektor wykonawczy Instytutu Zrównoważonej Gospodarki Wodorowej w Centrum Badawczym w Jülich)
(Zdjęcie: Centrum Badawcze w Jülich / La Mechky)
Aby celowo zmieniać kształt i twardość metali, konieczne są specjalne procesy obróbki cieplnej. Odgrywają one ważną rolę między innymi w procesie utwardzania tłocznego elementów karoserii. W tym procesie blachy metalowe są podgrzewane do temperatury powyżej 900 °C, co wiąże się z bardzo dużym zapotrzebowaniem na energię. Wymagane ciepło procesowe jest zazwyczaj wytwarzane poprzez spalanie paliw kopalnych. Powoduje to znaczne emisje CO₂.
W tym miejscu wkracza projekt Hyheat: dzięki już działającej instalacji grupa Schwartz i Centrum Badawcze w Jülich pokazują, że przełączanie się między gazem kopalnym a wodorem w takich procesach wysokotemperaturowych jest technicznie wykonalne. Stanowi to znaczący postęp na drodze do wprowadzenia rozwiązania na rynek.
Ograniczenie emisji CO₂ związanych z ciepłem technologicznym
Potencjał wykorzystania wodoru zamiast paliw kopalnych jest znaczny: instalacja do obróbki cieplnej służąca do utwardzania tłoczonego generowała dotychczas około 2000 ton emisji CO₂ rocznie. Dzięki projektowi Hyheat partnerzy wskazują na możliwość uczynienia tego etapu produkcji samochodów bardziej przyjaznym dla klimatu.
Całkowity budżet projektu wynosi około 2,4 miliona euro, a Federalne Ministerstwo Badań Naukowych, Technologii i Kosmosu (BMFTR) przeznaczyło na niego około 1,7 miliona euro.
Elastyczna integracja wodoru z istniejącymi procesami
Około 80% wszystkich elementów karoserii utwardzanych tłoczeniem w światowej branży motoryzacyjnej jest obecnie poddawanych obróbce cieplnej w instalacjach Grupy Schwartz. Instalacja pilotażowa opracowana w ramach projektu Hyheat ma pokazać, w jaki sposób wodór można elastycznie zintegrować jako gaz palny z istniejącymi procesami.
„W ramach instalacji pilotażowej badamy możliwość przejścia na wodór w trakcie bieżącej eksploatacji. Dzięki domieszce i płynnej zmianie gazu palnego można wykorzystać nawet niewielkie ilości dostępnego wodoru”, mówi Philipp Morsch z Instytutu Zrównoważonej Gospodarki Wodorowej (IHE-4) przy Centrum Badawczym w Jülich, który koordynuje nadzór naukowy nad projektem HC-H2.
Instalacja pilotażowa w siedzibie głównej firmy Schwartz w Simmerath stanowi część przemysłowej instalacji do obróbki cieplnej. Jej technicznym sercem są innowacyjne palniki wielopaliwowe firmy Econova, spółki zależnej Schwartz. W pierwszych testach przeprowadzonych w tym roku instalacja pilotażowa została już z powodzeniem uruchomiona przy wykorzystaniu wodoru. Udało się przy tym wykazać możliwość płynnego przełączania się między różnymi gazami palnymi. Ta elastyczność ma szczególne znaczenie, dopóki powszechne dostawy wodoru nie są jeszcze dostępne wszędzie.
Kolejny krok: optymalizacja całego systemu
Obecnie uwaga skupia się na kolejnym etapie prac badawczych: optymalizacji całego systemu. W tym celu system regulacji zostanie udoskonalony w taki sposób, aby niezależnie od rodzaju stosowanego gazu paliwowego – wodoru, gazu ziemnego czy propanu – osiągnąć jak najbardziej optymalne warunki pracy.
W przypadku przeniesienia na skalę przemysłową pojawia się kolejne wyzwanie: przemysłowe instalacje do obróbki cieplnej wykorzystują liczne palniki, które muszą być ze sobą zsynchronizowane. Instalacja pilotażowa umożliwia inżynierom eksploatacyjnym firmy Schwartz GmbH badanie tych wzajemnych oddziaływań w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Instalacja demonstracyjna stanowi zatem etap wstępny dla potencjalnych instalacji do obróbki cieplnej na skalę przemysłową.
„Dla naszych klientów kluczowe znaczenie ma to, że mogą dziś zainwestować w instalację bez konieczności trwałego wiązania się z jednym nośnikiem energii. Technologia wielopaliwowa zapewnia niezbędną elastyczność, umożliwiającą stopniowe przejście na wodór” – wyjaśnia Alexander Wilden, wyłączny właściciel i dyrektor zarządzający Grupy Schwartz.
Stan na dzień: 20.11.2020 r.
Jest dla nas sprawą oczywistą, że w sposób odpowiedzialny obchodzimy się z danymi osobowymi użytkowników. Jeśli gromadzimy dane osobowe, przetwarzamy je zgodnie z obowiązującymi przepisami o ochronie danych. Szczegółowe informacje można znaleźć tutaj: Polityka prywatności.
Zgoda na wykorzystanie danych do celów reklamowych
Wyrażam zgodę na wykorzystywanie przez spółkę Vogel Communications Group GmbH & Co. KG, Max-Planck-Str. 7-9, 97082 Würzburg, Niemcy, oraz przez wszystkie spółki z nią powiązane w rozumieniu §§ 15 i nast. niemieckiej ustawy o spółkach akcyjnych AktG (dalej: Vogel Communications Group) mojego adresu e-mail do przesyłania mi newsletterów redakcyjnych. Lista spółek stowarzyszonych znajduje się tutaj.
Treść newslettera obejmuje produkty i usługi wszystkich wyżej wymienionych spółek, w tym na przykład czasopisma branżowe i książki specjalistyczne, wydarzenia i targi branżowe, a także produkty i usługi związane z wydarzeniami, oferty i usługi mediów drukowanych i wirtualnych, takie jak inne newslettery informacyjne, konkursy, kampanie leadowe, badania rynku online i offline, specjalistyczne portale internetowe i oferty e-learningowe. Jeśli pobrany został również mój osobisty numer telefonu, może być on wykorzystany do składania ofert dotyczących wymienionych wyżej produktów i usług wyżej wymienionych spółek oraz do badań rynkowych.
Moja zgoda obejmuje również przetwarzanie mojego adresu e-mail i numeru telefonu w celu porównania danych w celach marketingowych z wybranymi partnerami reklamowymi, takimi jak np. LinkedIn, Google i Meta. W tym celu Vogel Communications Group może przekazać wskazane dane w postaci zahashowanej partnerom reklamowym, a partnerzy ci mogą następnie wykorzystywać je w celu ustalenia, czy posiadam również konto w odpowiednich serwisach tych partnerów reklamowych. Grupa Vogel Communications wykorzystuje tę funkcję do celów retargetingu (upselling, cross-selling i budowanie lojalności klientów), tworzenia tzw. grup odbiorców podobnych (Lookalike Audiences) w celu pozyskiwania nowych klientów oraz jako podstawę do wykluczania odbiorców z bieżących kampanii reklamowych. Więcej informacji można znaleźć w sekcji „Porównanie danych w celach marketingowych” w polityce prywatności.
Jeśli otworzę na stronach internetowych chronione treści umieszczone na portalach Grupy Vogel Communications, w tym jej spółek stowarzyszonych w rozumieniu §§ 15 i nast. niemieckiej ustawy o spółkach akcyjnych AktG, muszę zarejestrować się, podając dodatkowe dane, aby uzyskać dostęp do tych treści. W zamian za bezpłatny dostęp do treści redakcyjnych, moje dane mogą być wykorzystywane zgodnie z niniejszą zgodą do tutaj określonych celów. Nie dotyczy to porównywania danych w celach marketingowych.
Prawo do wycofania zgody
Jestem świadomy(a), że w przyszłości mogę wycofać zgodę w dowolnym momencie. Wycofanie przeze mnie zgody nie ma wpływu na zgodność z prawem przetwarzania, którego dokonano na podstawie mojej zgody do momentu jej wycofania. Aby wycofać zgodę, mogę skorzystać z formularza kontaktowego dostępnego pod adresem https://contact.vogel.de/pl. Jeśli nie chcę już otrzymywać subskrybowanych przeze mnie newsletterów, mogę zrezygnować z subskrypcji naciskając w link znajdujący się na końcu newslettera. Więcej informacji na temat mojego prawa do wycofania zgody, a także konsekwencji wycofania zgody znajduje się tutaj: Polityka prywatności, sekcja Newslettery redakcyjne.
„Projekty takie jak Hyheat ożywiają proces przemian strukturalnych w Zagłębiu Renu i otwierają perspektywy na przyszły wzrost gospodarczy oraz zatrudnienie” – mówi Michael Theben, kierownik działu ds. ochrony klimatu w Ministerstwie Gospodarki, Przemysłu, Ochrony Klimatu i Energii kraju związkowego Nadrenia Północna-Westfalia. „Właśnie takie konkretne projekty realizowane we współpracy z lokalnymi przedsiębiorstwami mają ogromną wartość dla regionu. Mamy nadzieję, że wkrótce pojawi się więcej tego typu inicjatyw”.
Wykorzystanie ciepła odpadowego do zaopatrzenia w wodór
Oprócz badań nad działaniem palników w instalacji pilotażowej Centrum Badawcze Jülich analizuje w ramach projektu Hyheat, w jaki sposób w przyszłości można by zaopatrywać zakłady przemysłowe nieposiadające rurociągu wodorowego. Głównym przedmiotem zainteresowania jest chemiczne magazynowanie wodoru. Za pomocą symulacji naukowcy z Instytutu na rzecz Zrównoważonej Gospodarki Wodorowej (IHE) przy Centrum Badawczym Jülich badają, która technologia magazynowania nadaje się do zastosowania w przemysłowych instalacjach obróbki cieplnej. Kluczową rolę odgrywa tu integracja ciepła. W ramach badań towarzyszących IHE bada, czy ciepło zawarte w spalinach będzie można w przyszłości wykorzystać do uwolnienia wodoru związanego chemicznie z nośnika magazynowego.