Jaké jsou největší výzvy systémů pro používání a spotřebu vodíku?
Očekává se, že ekologický vodík sehraje hlavní roli v revoluci v oblasti obnovitelné energie. Než se však využití vodíku rozšíří, je třeba nejprve vyřešit několik zásadních oblastí souvisejících s jeho spotřebou.
Spotřebu vodíku je možné rozdělit do tří obsáhlých kategorií, z nichž každá čelí specifickým výzvám:
1. Spotřeba vodíku pro ekologickou dopravu
Při použití v palivovém článku vodík umožňuje vyrábět elektřinu pro osobní vozidla, vysokozdvižné vozíky, nákladní vozidla, vlaky a dokonce i letadla a je distribuován z vodíkových čerpacích stanic. Existují však určité problémy pro rozšíření využívání vodíku v dopravě:
- Systémy pro skladování vodíku uvnitř vozidla vyžadují uchovávání paliva, které se od toho tradičního liší.
- Existuje několik problémů s kompatibilitou materiálů pro lehké komponenty vozidel poháněných vodíkem – ty se musí jednotlivě certifikovat
- V EU vyžaduje instalace lokálního elektrolyzéru pro místní výrobu vodíku nebo zbudování čerpací stanice vodíku úspěšné vyřízení patřičného povolení
- Předpisy, zákony a požadavky na integraci a homologaci vozidel se neustále mění
- Návrh čerpací stanice na vodík je v současné době lokalizovaný proces bez široce uplatitelných standardů
2. Vodík pro výrobu energie
Vodík lze použít k výrobě energie a tepla pro domácnosti a komerční objekty. To má další výhodu – po určitých úpravách je možné pro vodík využívat stávající infrastrukturu zemního plynu, která se již v domácnostech a kancelářích nachází. Existují však určité překážky v přeměně stávající infrastruktury umožňující výrobu vodíku pro výrobu energie:
- Stávající hořáky je nutné upravit tak, aby fungovaly i s vodíkem
- U místních zařízení s vodíkem je nutné vyřešit otázku ochrany proti výbuchu a rozdíly mezi zemním plynem a vodíkem
- Vodík je bez zápachu, takže není cítit, když uniká. Nelze jej kombinovat se sírou (jako u běžného zemního plynu), protože by jej to znečišťovalo.
- V Japonsku a Jižní Koreji se v současné době využívá vytápění budov vodíkovými palivovými články. Přechod z těchto trhů do zemí s jinými předpisy pro instalaci bude vyžadovat technické změny v návrhu systému.
3. Spotřeba vodíku v průmyslových odvětvích
Vodík je široce používán v několika průmyslových odvětvích, jako je zpracování kovů, výroba plochého skla, elektronický průmysl a výroba elektřiny. S průmyslovou spotřebou vodíku se však stále pojí určité problémy, mezi které patří:
- Složitá integrace nových vodíkových systémů, jako jsou elektrolyzéry, do stávajících průmyslových aplikací
- Pro hodnocení technických rizik je nutná odbornost, protože se pro mnohé firmy jedná novou a neznámou oblast
- Výrobci, společnosti EPC a provozovatelé v rámci jednotlivých projektů často vycházejí z různých úrovní znalostí o vodíku a někdy sledují různé cíle a postupují podle různých časových plánů
- Inovativní vývoj, jakým je použití vodíku při výrobě oceli, je stále v raných fázích aplikace a musí být standardizován, aby se jeho využití mohlo rozšířit
Jaké technologie se používají pro spotřebu a využití vodíku?
V současné době existují tři hlavní způsoby využití ekologického vodíku jako obnovitelného zdroje energie. Jedná se o:
1. Technologie palivových článků
Technologie vodíkových palivových článků je základním kamenem pro mobilní aplikace využívající vodík. Palivové články lze použít jako alternativu ke spalovacímu motoru u vysokozdvižných vozíků, nákladních vozidel, autobusů a vlaků a stále častěji u osobních automobilů a v letectví.
2. Spalování vodíku za účelem výroby elektřiny a tepla
Spalování vodíku za účelem získání energie je známým procesem ve stacionárních aplikacích a v několika zemích světa už se používá pro domácnosti, bytové domy a komerční objekty.
3. Jako surovina v průmyslové výrobě
Vodík lze použít jako surovinu pro různé průmyslové činnosti. Vodík je například možné spalovat za účelem výroby tepla při výrobě oceli. Používá se také jako základní materiál pro chemický a farmaceutický průmysl.
Proč zvolit TÜV SÜD jako dodavatele řešení pro využití a spotřebu vodíku?
TÜV SÜD má více než 150 let zkušeností s hodnocením technologií a postupů souvisejících se spotřebou energie. Naše týmy pro zkoušky a certifikaci vodíku spolupracují s automobilovými společnostmi, poskytovateli tepla/elektřiny a s průmyslovými společnostmi, které používají vodík ve svých procesech.
TÜV SÜD má důkladné znalosti o příležitostech a rizicích souvisejících s vodíkem, zejména pokud se jedná o mobilitu a průmyslové využití vodíku. Tato zkušenost znamená, že chápeme výzvy, kterým společnosti využívající vodík čelí, a můžeme vám pomoci zajistit, aby všechny aplikace byly bezpečné a v souladu s příslušnými předpisy:
- Zkoušky: TÜV SÜD provozuje zkušební laboratoře po celém světě
- Inspekce: Jako místní akreditovaná kontrolní agentura jednáme na základě národních nebo regionálních předpisů, kodexů nebo norem (RCS), abychom zajistili, že váš projekt bude vyhovovat požadavkům
- Certifikace: na tlaková zařízení; společnost TÜV SÜD je akreditována jako notifikovaný subjekt pro tlaková zařízení, a to pod kódem 0036 pro PED
Služby využití a spotřeby vodíku pro výrobce součástí, systémů nebo aplikací pro vozidla
Roste zájem o potenciál vodíku jako formy ekologické energie pro dopravu. Několik vlád po celém světě prosazuje vodíkové palivo a jsme svědky narůstajícího vozového parku a rostoucího počtu instalací čerpacích stanic na vodík pro soukromá i užitková vozidla.
TÜV SÜD poskytuje řadu služeb pro dodavatele vozidel na vodíkový pohon:
- Certifikace stacionárního nebo přepravitelného tlakového zařízení jako notifikovaný subjekt (např. PED, TPED)
- Certifikace součástí podle normy ATEX jako notifikovaný subjekt
- Certifikace CE pro vodíkové aplikace
- Přezkoumání návrhu a revize plánu inspekcí a zkoušek (ITP) pro certifikaci montáže podle PED
- Vyhodnocení rizika (např. HAZOP nebo HAZID)
- Zkoušky zařízení kvůli ověření shody s právními nebo individuálními požadavky, např. ECE R 134 jako technická zkušebna přijímaná společností KBA (Kraftfahrt-Bundesamt)
- Vyhodnocení rizika / studie HAZOP nebo HAZID pro vodíkové systémy pro integraci vozidel
- Zkoušky generátorů vodíku
- Služby slučitelnosti vodíku a materiálů
Služby v oblasti využití a spotřeby vodíku pro společnosti EPC (Engineering, Procurement and Construction – inženýrská činnost, nákup a konstrukce)
Společnosti EPC stále více využívají vodík v průmyslovém i realitním kontextu. Ať už používáte vodík v ocelárnách nebo instalujete hořáky v obytných bytech, je důležité zajistit, aby všechny vodíkové instalace byly bezpečné.
TÜV SÜD poskytuje společnostem EPC v oblasti vodíku řadu služeb:
- Certifikace stacionárního tlakového zařízení jako notifikovaný subjekt pro sestavy založené na principu PED
- Inspekční služby během konstrukčního a výrobního postupu, a to včetně těchto:
- Zkoušky NDT
- Certifikace materiálu a výrobce materiálu (např. EN, BS nebo ASME)
- Kvalifikace svařování
- Svářečské kvalifikace
- Revize izometrie
- Inspekce podle ITP
- Studie netěsností a výpočty chování nebo šíření požáru či výbuchu
- Vyhodnocení rizika / studie HAZOP nebo HAZID pro vodíkovou infrastrukturu
Služby v oblasti využívání a spotřeby vodíku pro provozovatele
Vzhledem k tomu, že se ekologický vodík využívá stále častěji musí společnosti zajistit, aby jejich vodíková infrastruktura byla v souladu s příslušnými předpisy. TÜV SÜD poskytuje provozovatelům celou řadu služeb, které zajistí, že budou vaše investice do vodíku splňovat všechny příslušné normy:
- Znalecké posudky pro povolovací proces při podávání žádosti u příslušných orgánů
- Služby na podporu povolovacího procesu / komunikace s úřady
- Inspekční služby založené na místních požadavcích na zdraví, bezpečnost a životní prostředí
- Inspekční služby založené na riziku pro flexibilní postupy přezkoušení
- Přezkoumání rozboru rizika nebo bezpečnostní koncepce
- Závěrečné protokoly o kontrole před uvedením do provozu. Například zákon o bezpečnosti, emisích, ochraně vod a energetický zákon
- Kontrola během provozu podle místních požadavků
- Koncept opakovaných inspekcí (kdo zkouší jaké zařízení v jakém čase a jakým způsobem?)
- Sledujte stávající spolehlivost bezpečnostních funkcí stanic HRS, např. SAE J 2601
- Test podle požadavků na připojení k síti
- Vyhodnocení rizika / studie HAZOP nebo HAZID pro vodíkovou infrastrukturu (např. dílny pro údržbu vozidel)
- Přezkoumání postupů pro provoz, detekci úniků a měření, údržbu a nouzové postupy s ohledem na vodík
Služby v oblasti využití a spotřeby vodíku pro energetický a námořní průmysl
Stále více energetických a přepravních společností zkoumá vodík jako zdroj energie při přechodu na obnovitelný obchodní model. TÜV SÜD poskytuje řadu služeb na podporu využívání vodíku pro energetické a námořní společnosti:
- Vývoj nákladových modelů a finančních modelů pro poskytovatele a uživatele vodíku.
- Studie tržního potenciálu
- Rozvoj obchodních případů včetně dopadu na udržitelnost
- Modelování vlivu skladování a konkrétního tržního potenciálu
- Studie trhu a podpora rozhodování při zavádění paliv s nízkými a nulovými emisemi včetně vodíku v námořním průmyslu
- Prognózy nákladů na elektřinu a elektrolyzér jako vstup do nákladů na ekologický vodík
- Analýza konkurence a benchmarking prostřednictvím všech složek hodnotového řetězce
- Využití/načasování výroby, omezování a provozní optimalizace ekologického vodíku
- Hodnocení doplňkových služeb k síti prostřednictvím modelování zátěže elektrolyzéru
- Studie sezónního skladování a skladování energie z vodíku pro vysokou penetraci obnovitelných zdrojů.
Vzhledem k rostoucímu využití ekologického vodíku bude pro společnosti působící v tomto odvětví nezbytné zajistit, aby jej mohli bezpečně využívat spotřebitelé i firemní zákazníci. TÜV SÜD vám poskytuje odborné vedení k vašemu dalšímu vodíkovému projektu a nabízí služby šité na míru vašim potřebám. Chcete-li se o našich službách v oblasti podpory spotřeby vodíku dozvědět více, kontaktujte nás ještě dnes.
