Wie funktioniert eine Wasserstofftankstelle?
Was ist eine Wasserstofftankstelle (Hydrogen Refuelling Station - HRS)?
Vereinfacht ausgedrückt, ist ein HRS eine Tankstelle zum Auffüllen von Wasserstoff. Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge können an einer Tankstelle schnell aufgetankt werden - genau wie ein Benzin- oder Dieselfahrzeug. Die Abläufe im hinteren Teil des Systems sind jedoch völlig anders und werden von mehreren Schlüsselkomponenten unterstützt, die für den sicheren und effektiven Betrieb einer Tankstelle entscheidend sind.
Ein normales HRS besteht aus Wasserstofftanks, Wasserstoffkompressoren, einem Vorkühlsystem und einer Wasserstoffzapfsäule, die je nach Fahrzeugtyp Wasserstoff mit einem Druck von 350 bar, 700 bar oder mit zwei Drücken abgibt. Ein typisches Wasserstoffauto wird in drei Minuten und ein Bus in sieben Minuten aufgetankt.
Die Nachfrage nach Wasserstofftankstellen ist weltweit sehr groß; laut H2stations.org wurden im Jahr 2021 weltweit 142 Tankstellen in Betrieb genommen. Dies zeigt, dass das Interesse vorhanden ist und ständig wächst, und wir sollten nicht auf die Kostengleichheit warten, bevor wir die richtige Infrastruktur aufbauen, um die weitere Einführung weltweit zu unterstützen.
Die wichtigsten Komponenten einer Betankungsstation
1. Wasserstoffeinlass: Tankstellen werden je nach Wasserstoffeinlassdruck für eine optimale Leistung konfiguriert. Der Wasserstoff kann vor Ort erzeugt werden, am häufigsten durch Elektrolyse, und direkt von einem Schlauchanhänger an die Baustelle geliefert und dort getankt werden oder vor Ort gespeichert werden.
2. Komprimierung: Der Wasserstoff wird dann komprimiert, um den Druck zu erhöhen und das Volumen zu verringern, damit eine größere Menge Wasserstoff im System gespeichert werden kann und ein effizienter Gasfluss für die Abgabe möglich ist.
3. Wärmetauscher (Prozessgaskühlung): Der komprimierte Wasserstoff wird anschließend durch einen Wärmetauscher geleitet, um dem Gas die überschüssige Wärme zu entziehen, die beim Verdichtungsprozess entstanden ist. Speziell entwickelte wasserstoffbeständige Ventile und Armaturen werden zur Steuerung des unter hohem Druck stehenden Wasserstoffs verwendet. Für diese Bauteile werden spezielle Materialien verwendet, die gegen Wasserstoffversprödung resistent sind, um Risse zu vermeiden.
4. Hydraulisches Aggregat und Steuerung: Die Stromversorgung, Überwachung und Steuerung des Prozesses erfolgt über die elektronische Schalttafel in der Nicht-Gefahrenzone.
5. Kühlsystem für die Abgabe: Der Wasserstoff wird dann auf Minustemperaturen abgekühlt, um eine schnelle und effiziente Befüllung zu gewährleisten, damit der Wasserstoff sicher abgegeben werden kann und die Befüllungsprotokolle, z. B. J2601, eingehalten werden.
6, Entlüftungsschächte: Ein Sicherheitsmerkmal zur sicheren Entlüftung von entweichendem Wasserstoff. Wasserstoff ist leichter als Luft und verflüchtigt sich daher schnell und sicher, falls es zu einem Zwischenfall kommt.
7. Lagerung: Das Hochdruckgas wird dann im System gespeichert, bis es zur Abgabe an der Verbrauchsstelle benötigt wird. Der Speicher wird durch speziell entwickelte Ventile, Armaturen und elektrische Steuerungen gesteuert, die den Druck regulieren und je nach Bedarf mit der Zapfsäule und dem Fahrzeug interagieren.
8. Zapfanlage: Der Wasserstoff wird über eine Zapfpistole abgegeben, die von einem intelligenten Ventil gesteuert wird, das die Durchflussmenge des Gases reguliert, um das Fahrzeug gemäß dem Betankungsprotokoll auf den erforderlichen Druck zu bringen.
Haskel bietet Wasserstoffkompressionssysteme und -komponenten an, die in Wasserstoffbetankungslösungen integriert werden können - von der Entwicklung und Herstellung einer Station bis hin zu ihrer Installation und Wartung. Wir können auf eine 75-jährige Erfahrung in der Arbeit mit komprimierten Gasen in unternehmenskritischen Branchen zurückblicken.
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