Duurzaamheid flexibel ingezet
Het realiseren van de energietransitie voor industriële hoge-temperatuur processen is een grote uitdaging. Voor hoge-temperatuur processen > 650 ºC, of voor processen met een grote warmtebehoefte (>5MW), zijn er weinig tot geen mogelijkheden om deze energie duurzaam op te wekken. Daarnaast is het een uitdaging om duurzaam opgewekte energie beschikbaar te hebben in de gewenste hoeveelheid, en op de momenten dat het nodig is.
Waterstof is hierbij één van de weinige duurzame energiedragers waarmee op een duurzame manier energie kan worden opgewekt van hoge kwaliteit en grote vermogens. Veel hangt dan af van de beschikbaarheid van duurzame waterstof. Deze wordt opgewekt met vooral zon- en windenergie, die niet altijd beschikbaar is.
Om de energievoorziening te kunnen garanderen zijn dan flexibele oplossingen nodig. Duurzaam te opereren waar mogelijk, maar wel met leveringszekerheid zodat de fabricageprocessen niet onderbroken worden.
Combustion2 ontwikkelt en levert oplossingen die duurzaam zijn waar mogelijk, en tevens leveringszekerheid geven van de energiebehoefte. Dit noemen we “H2-ready” technologie. Dit zijn verbrandingsoplossingen voor industriële warmwater- en stoomketels die op waterstof en bijvoorbeeld aardgas kunnen werken, in alle mogelijke verhoudingen. Daarnaast zorgen we ervoor dat de uitstoot van schadelijke emissies van bijvoorbeeld stikstofoxiden (NOx) hiermee tot een minimum wordt beperkt. Onze oplossingen zijn “ultra-low NOx”, en behoren tot de beste ter wereld.
Waterstof is zeer brandbaar, branders op waterstof zijn daarom betrouwbaar en geven goede prestaties. Echter, vanwege de specifieke eigenschappen van waterstof ten opzichte van bijvoorbeeld aardgas is het een grote uitdaging om waterstof te verbranden met dezelfde emissies als nu mogelijk is (en door de wetgever vereist wordt) van aardgas. Standaard aardgasbranders, omgebouwd naar H2, geven (veel) hogere emissies van NOx, als daar tijdens het ontwerp geen goede aandacht aan wordt besteed.
Onze “H2-ready” branders zijn ultra-low NOx op zowel aardgas, waterstof als alle mengsels daarvan. Ze leveren de beste prestaties, zijn betrouwbaar en hebben een groot regelbereik. Ze zijn bovendien toepasbaar in standaard ketelontwerpen, er zijn dus geen extra ruime vuurhaarden nodig om de lage emissies en volledige verbranding te kunnen garanderen. Dit realiseren we middels ons unieke en bewezen branderontwerp. Hiermee verduurzaamt u uw processen, zonder de nadelen van waterstof.
Waterstof als brandstof
Waterstof is zeer brandbaar, zo is algemeen bekend. Waterstof heeft, ten opzichte van aardgas, een aantal zeer onderscheidende eigenschappen. Zo is de dichtheid van waterstof veel lager, maar de verbrandingswaarde per kg veel hoger. Per kuub brandstof resulteert dit in een 30% lagere verbrandingswaarde van waterstof dan aardgas. Dit betekent dat er 3x zoveel volume waterstof nodig is als aardgas voor dezelfde warmtegeneratie. Echter, er is 3x zo weinig kilo’s aan waterstof nodig als aardgas voor dezelfde warmtegeneratie!
Voor het branderontwerp, en de emissies aan schadelijke stikstofoxiden (NOx), is het belangrijk te weten dat waterstof een veel hogere verbrandingssnelheid heeft dan aardgas, en dat er veel minder lucht nodig is om waterstof te laten ontbranden dan er bij aardgas nodig is. Ook diffundeert waterstof veel sneller door de ruimte dan aardgas, ongeveer 3x zo snel. Dit alles betekent dat een waterstofvlam feller is, en korter op de brander staat dan een aardgasvlam. Dit heeft gevolgen voor het branderontwerp, waar terdege rekening mee gehouden dient te worden.
Een goede aardgasbrander is hiermee niet zomaar ook een goede waterstofbrander. Combustion2 heeft haar ontwerpen dan ook aangepast op deze fenomenen, waarbij de lage emissies en prestaties van de aardgasbrander behouden blijven, evenals de lage NOx emissies van die branders.
Eigenschap | Aardgas | Waterstof |
Diffusiecoëfficient bij kamertemperatuur | 0.2 cm2/s | 0.6 cm2/s |
Kritische snelheid | 454 m/s | 1.323 m/s |
Stoichiometrische verbrandingssnelheid | 38 cm/s | 330 cm/s |
Dichtheid | 0,8 kg/m03 | 0,090 kg/m03 |
Brandstof/lucht verhouding bij 15% luchtovermaat | 9.4 m03 air / m03 fuel | 2.7 m03 air / m03 fuel |
Verbrandingswaarde per kuub | 31 MJ/m03 | 11 MJ/m03 |
Verbrandingswaarde per kg | 38 MJ/kg | 120 MJ/kg |
Vlambaarheidsgrenzen | 5 to 15 vol% | 4 to 74 vol% |
Waterstof en duurzaamheid
In de media heeft waterstof inmiddels de nodige aandacht, het zal weinigen ontgaan zijn dat dit wordt gezien als één van de belangrijkste middelen in de energietransitie. Echter, in tegenstelling tot aardgas en aardolie, die gewonnen worden uit de aarde, is er geen natuurlijke bron voor waterstof. Waterstof moet worden geproduceerd uit andere bronnen. Hier wordt inmiddels onderscheid gemaakt uit ‘groene’, ‘blauwe’ en ‘grijze’ waterstof.
Groene waterstof is volledig geproduceerd met hernieuwbare energie. Op dit moment is dat vooral energie gewonnen uit zon en wind. Grijze waterstof daarentegen wordt geproduceerd uit aardgas, en heeft dus een fossiele herkomst. Blauwe waterstof zit daar tussenin: dat wordt wel met fossiele energiebronnen geproduceerd, maar de CO2 die hierbij vrijkomt wordt volledig afgevangen en opgeslagen.
Voor een brander maakt het niet uit waar de waterstof vandaan komt: groen, blauw of grijs, het brandt allemaal hetzelfde. Het belangrijkste verschil is de duurzaamheid van de uiteindelijke toepassing.
Wij zijn in staat ‘turn-key’ te leveren. Dit omvat waar nodig de brander, luchtvoorziening, brandstof voorziening, rookgas recirculatie systeem, brander management systeem en de volledige inbouw of ombouw. Desgewenst zorgen we ook voor de uitbouw van huidige systemen en aanpassingen in leidingwerk, kanalen maar ook in het water-stoomsysteem.
Tenslotte leveren we 24/7 service bij storingen en kunnen we de periodieke onderhoudsbeurten voor onze rekening nemen.
Kortom, zoekt u een oplossing om uw hoge-temperatuur processen te verduurzamen, dan bent u bij Combustion2 aan het juiste adres!
