Integratie van componenten voor de toekomst van een waterstofinfrastructuur

Hoe de integratie van componenten de toekomst van de waterstofinfrastructuur aanwakkert

Ontdek hoe de integratie van componenten het ontwerp van waterstoftankstations vereenvoudigt, de kosten verlaagt en de efficiëntie verbetert voor een duurzame energietoekomst.

Het is een race naar een duurzamere toekomst, en waterstof is uitgegroeid tot een koploper voor een schoner, hernieuwbaar alternatief voor fossiele brandstoffen.

Maar om waterstofbrandstof succesvol te laten zijn op de lange termijn en wijdverbreide acceptatie te bereiken, is er een belangrijk obstakel dat moet worden overwonnen: het bouwen van de noodzakelijke ondersteunende infrastructuur. Met name de ontwikkeling van efficiënte, betrouwbare waterstoftankstations.

In dit artikel onderzoeken we de algemene hindernissen waarmee OEM’s worden geconfronteerd bij het installeren en bedienen van tankstations, en hoe een strategie voor integratie van componenten niet alleen betere prestaties, maar ook kostenbesparingen kan opleveren.

Waterstof als duurzame brandstofbron

Met de wereldwijde drang om netto-nul-uitstoot te bereiken, schakelen meer industrieën over van fossiele brandstoffen naar alternatieve energiebronnen zoals waterstof.

Tegenwoordig wordt waterstof in een groot aantal verschillende sectoren toegepast en speelt het een cruciale rol bij olieraffinage, ammoniak- en methanolproductie en staalproductie.

Naast het industriële gebruik wordt waterstof steeds meer gebruikt voor de opwekking van energie en is het een van de belangrijkste opties voor de opslag van hernieuwbare energie, waardoor meer flexibiliteit in systemen voor hernieuwbare energie mogelijk wordt. Waterstof wordt samen met ammoniak ook gebruikt in gasturbines om energiesystemen flexibeler te maken.

Als gevolg van al deze gebruikssituaties is de vraag naar waterstof sinds 1975 meer dan verdrievoudigd, waardoor de levering van waterstof aan industriële en commerciële gebruikers een enorme wereldwijde onderneming is – en een enorme uitdaging die moet worden overwonnen.

De uitdagingen van waterstoftankstations

Met de wereldwijd stijgende vraag naar waterstof is het ontwikkelen van de infrastructuur voor waterstoftankstations een hele klus. Om ervoor te zorgen dat deze stations waterstof veilig en efficiënt op grote schaal kunnen distribueren, zijn er drie belangrijke gevechten die OEM’s en operators moeten overwinnen.

1. Complexe systemen en overbelasting van componenten

Waterstoftankstations zijn complexe systemen die bestaan uit meerdere substations, waaronder compressoren, dispensers, opslagpanelen en meer, waarvoor honderden of zelfs duizenden afzonderlijke componenten nodig zijn.

Elk station heeft ook uitgebreide pijpleidingen nodig om elk substation aan te sluiten, wat de totale kosten verhoogt. Dit maakt het ontwerp van stations uiterst complex voor ontwerpingenieurs, wier ontwerpen moeten voldoen aan verschillende eisen voor zowel certificering als functionaliteit.

Daarbij komt nog de toename van de vraag. Ingenieurs staan al onder enorme tijdsdruk om waterstofstationsystemen te ontwerpen en te implementeren die aan elke eis voldoen. Deze extra tijdsbeperking kan leiden tot overbelasting van meerdere verschillende componenten, waardoor het risico op inefficiëntie toeneemt.

2. Onderdelen die geschikt zijn voor waterstof

Wanneer een waterstoftankstation in bedrijf is, kunnen operationele teams te maken krijgen met onbetrouwbare of moeilijk te onderhouden onderdelen. De eigenschappen van waterstof vormen unieke uitdagingen voor standaardcomponenten, waarvan vele – zoals kleppen, regelaars en filters – niet specifiek zijn ontworpen voor gebruik in waterstoftoepassingen.

Uiteindelijk kan dit leiden tot kortere operationele levensduur, inefficiënte prestaties en problemen met betrouwbaarheid. Als deze onderdelen defect raken, kan vervanging leiden tot ongeplande, dure uitvaltijd. Voor de operators betekent dit hogere onderhoudskosten en een lagere beschikbaarheid van stations, waardoor het gebruik van waterstof als reguliere brandstof wordt ondermijnd.

3. Naadloze inkoop

De waterstofindustrie vertrouwt op hoogwaardige systemen die de unieke behoeften van waterstof kunnen beheersen.

Maar er is een probleem: gefragmenteerde toeleveringsketens maken het voor ingenieurs moeilijk om de juiste componenten te vinden. Bij het inkopen van deze componenten moet vaak worden gekozen voor een ‘mix-and-match’ van verschillende leveranciers, wat niet alleen de kosten verhoogt, maar ook de logistiek bemoeilijkt wanneer de voorraad te laag is.

Dit gefragmenteerde aankoopproces heeft dan ook rechtstreeks gevolgen voor de totale eigendomskosten van een tankstation.

Integratie van componenten is het antwoord

Om deze uitdagingen het hoofd te bieden en de complexiteit te verminderen, zijn er nu technische oplossingen beschikbaar om industrieën te helpen bij de overgang naar een toekomst gebaseerd op waterstofbrandstof. Een bijzonder effectieve strategie is de integratie van componenten, het vereenvoudigen van systeemontwerpen en het optimaliseren van het waterstoftankproces.

Bij het bouwen van een waterstoftankstation worden meestal veel verschillende soorten kleine fittingen gekocht en geïnstalleerd, zoals kleppen, buizen, leidingen en andere componenten voor algemene montage.

Door gebruik te maken van een geïntegreerde aanpak kunnen ingenieurs echter het aantal onderdelen dat nodig is om waterstoftankstations te bouwen aanzienlijk verminderen, zonder dat dit ten koste gaat van de functionaliteit.

Door verschillende functies – waaronder filtratie, regeling en drukregeling – samen te voegen in één verdeelstuk, kan de integratie van componenten helpen bij het:

• verminderen van installatietijden,

• uitsluiten van potentiële lekkagepunten, en

• verminderen van de totale CO2-voetafdruk van het station.

Modulaire verdeelstukken

Onze modulaire verdeelstukken integreren meerdere functies in compacte, gestroomlijnde eenheden. Deze verdeelstukken bevatten kleppen, regelaars en filters in één component, waardoor de complexiteit van systeemontwerpen wordt verminderd.

Deze aanpak wint al aan tractie bij de ontwikkeling van tankstations voor gecomprimeerd aardgas (CNG) en hydraulische toepassingen, wat de haalbaarheid en de voordelen ervan voor waterstoftankstations laat zien. De integratie van componenten vereenvoudigt het onderhoud, zorgt voor betrouwbaardere bewerkingen en versnelt de projectplanning, terwijl de systeemprestaties worden geoptimaliseerd.

Ontsluit de toekomst van de waterstofinfrastructuur

Aangezien de vraag naar waterstof als alternatieve brandstof blijft toenemen, is het ook noodzakelijk om een ondersteunende infrastructuur te creëren die geoptimaliseerd, betrouwbaar en kosteneffectief is.

Door gebruik te maken van een strategie voor integratie van componenten om verschillende componenten te vinden en te installeren, kunnen OEM’s en operators hun systeemontwerpen vereenvoudigen, operationele risico’s verminderen en kostenbesparingen realiseren. Deze aanpak verbetert de betrouwbaarheid van het station en minimaliseert ongeplande uitvaltijd, waardoor een robuuster en efficiënter waterstofbrandstofnetwerk ontstaat.

Klaar om meer te leren over de toekomst van de waterstofinfrastructuur? Ontdek ons assortiment oplossingen voor vloeistof- en bewegingscontrole voor waterstoftankstations.