氫氣

能源產業正處於不斷變化的狀態，能源系統升級早已開始創造一個更綠色、更永續的未來。詳細了解我們的氫氣和 Power-to-X 解決方案，然後讓我們共同做出貢獻。

Power-to-X: Your 通往 CO₂ 中和未來的道路

脫碳和零排放經濟等主題現在在能源產業比以往任何時候都更加普遍。WAGO 已經擁有廣泛的解決方案：

我們的 WAGO Controller 控制器可用於遠端控制技術，實現直銷商、市政公用事業和電解槽的操作員之間的連接和資料傳輸，並在控制器中儲存12小時的時間表。
透過我們的模組化自動化解決方案，我們可以幫助您確定系統的最佳化潛力，以提高系統效率。
我們支援您規劃控制櫃和系統配電箱，並利用我們創新且直覺的連接技術來幫助您在調試過程中避免不必要的障礙。
氫氣高度易燃。憑藉我們在「功能安全」和「防爆保護」領域的產品，我們確保對人員、機器和系統的保護。

1. 再生能源生產

2. 生產 – 電解

3、轉型

4. 運輸

5. 鋼鐵工業的最終用途

6. 化學工業/煉油廠的最終用途

7. 移動領域的最終用途

數據採集/分析

網路組件

Remote I/O

可再生能源發電

Components and Solutions for Control Cabinets

控制櫃組件和解決方案

Connection Technology in Ex Areas

1. 生產－再生能源

綠氫將在實現脫碳目標中發揮關鍵作用，並長期取代化石燃料。目前，重點是氫氣的材料用途，例如用於生產合成燃料或生產氨和甲醇。

綠氫是透過電解由再生能源產生的。由於其儲存容量，發電和消費可以相互解耦。例如，太陽光電系統在夏季剩餘的太陽能可以儲存起來以供冬季和日照較少的時期使用，並在以後根據需要使用。這種儲存在遠端控制技術領域也具有巨大潛力，主要使用德國作為儲存地點，而不必像目前所需的那樣依靠向國外出售多餘的能源。

為了在電網連接點 (GCP) 上對電廠進行符合電網要求的饋電管理 (PGP) ，我們建議採用具有 WAGO 電廠控制功能的 PGP 控制器。我們採用 IEC 61850、IEC 60870、DNP3 或 Modbus® 遠端控制協定的強大 RTU 解決方案可用於優化您的遠端控制技術。

2. 生產 – 電解

電解是一種經過驗證的利用電力將水 (H₂O) 分解為氫氣 (H₂) 和氧氣 (O₂) 的方法。鹼性電解（AEL）、質子交換膜電解（PEM）和高溫電解（HTE）是最著名的電解方法。展望未來，透過電解再生能源產生的綠氫作為一種無色透明的氣體，將涵蓋許多仍由化石燃料供應的領域，從而為我們社會的脫碳做出決定性的貢獻。為了長期向永續的氫經濟轉型，需要更小的分散式電解系統和兆瓦級且效率特別高的集中式電解槽。

3、轉型

氫被廣泛用作 Power-to-X 轉型的主要材料，特別是在化學工業和煉油技術中。除此之外，它還用於生產氨和甲醇。

氨和甲醇生產
氨是透過所謂的氨合成生產的。使用氨作為能源載體的明顯優勢是它具有較高的運輸和儲存能力。這使得未來可以使用氨作為 power-to-X，例如作為引擎和運行發電廠的燃料。甲醇是一種大量生產的有機化學品，也可用作基礎化學品或能源載體。與氨生產一樣，合成甲醇也需要氫氣和二氧化碳。

合成燃料（即所謂的 eFuels）未來可用於運行二氧化碳中性內燃機。生產合成燃料的起始材料是氫。這是透過電解從水中分離氫氣 (H₂) 而獲得的。為了使氫氣成為液體燃料，需要添加源自工業或沼氣廠廢棄物的二氧化碳 (CO₂)。在此過程中形成的混合物透過特定的化學過程呈現汽油、煤油或柴油的特性，使其適用於汽油和柴油引擎或飛機推進。另外，氨中結合的氫可以被回收並進一步使用。

轉型－電子燃料、合成燃料
傳統燃料是由石油、天然氣或煤炭生產的，而替代燃料或推進劑是由「生物」或「合成」材料生產的。生物燃料源自於植物、植物殘留物或液體肥料。相較之下， CO₂二氧化碳中性的合成燃料是透過複雜的化學過程生產的，通常不使用化石原料。生產合成燃料的起始材料是氫。為了使氫氣成為液體燃料，需要添加源自工業或沼氣廠廢棄物的二氧化碳 (CO₂)。這些過程產生合成生產的汽油、煤油或柴油，適用於傳統的內燃機。

4. 運輸

如果氫氣是氣態的，則可以透過壓力容器運輸；如果是液態的，則可以透過特殊的儲存槽運輸，而無需花費巨額費用。在德國，現有的天然氣網路甚至可以用於運輸、儲存和供應。這種變體比創建全新系統便宜得多。使用電解槽，來自太陽能或風力渦輪機的多餘能量可以作為氫氣儲存更長時間。為了對電流波動做出快速、單獨的反應，可以使用燃料電池技術或與燃氣發電廠結合，在出現峰值負載時將氫氣短暫地轉換為電流。

為了進一步減少 CO₂ 排放，技術上可以在不進行大量改造的情況下用氫氣取代工業中的天然氣能源載體，或將其暫時與天然氣混合。

合成生產的衍生物（例如燃料）或基本化學物質（例如氨或甲醇）的情況類似。此處也可以使用現有的基礎設施和程序。

5. 最終用途－鋼鐵工業

鋼鐵業目前約佔溫室氣體排放總量的5%。透過既定高爐路線進行的傳統鋼鐵生產會產生大量 CO₂ 二氧化碳。為了降低排放程度，可以透過高溫電解提供與還原過程相關的化合物氫氣和一氧化碳。最簡單的過程耦合類型是將氫氣添加到天然氣中。使用綠氫可以顯著減少 CO₂ 二氧化碳排放。

6. 最終用途－化學工業/煉油廠

氫氣作為原料在化學工業和煉油技術中發揮重要作用。然而，要使道路、海上和空中交通的 CO₂ 二氧化碳中和在技術上成為可能，需要大量的氫氣。所謂的 Power-to-X (PTX) 製程用於滿足這一需求，例如，將多餘的電力轉化為氫氣，然後將其轉化為燃料。來自大氣或工業製程和生物質的綠氫和 CO₂ 二氧化碳可用於生產合成燃料。基本上，不將電能轉換成其他形式的能源而是直接使用它會更有效。然而，由於再生能源無法保證持續穩定的發電，Power-to-X 製程與儲存技術結合，可以成為未來能源轉型的重要組成部分。