発電設備：発電用水素
エネルギー需要の拡大に応じて脱炭素化目標をいかに達成するか
水素は、燃焼時にCO2を発生させることなく熱エネルギーを生成するため、燃料として非常に大きな可能性があります。また、水素は化学反応により水蒸気のみが副産物として排出される燃料電池にも利用されています。特に再生可能エネルギーから生み出された電力を使用して製造する場合、水素（グリーン水素）はクリーンでサステナブルなエネルギーのゲームチェンジャーになります。ただし、使用する計測機器には非常に厳しい要件が求められます。
重要な事実
160 GW の電解槽
2050年までに、グリーン水素生産のための電力需要を満たすには、毎年160 GWの電解槽を建設する必要があります。
水素エコシステム
©Endress+Hauser
©Endress+Hauser
©Endress+Hauser
Endress+Hauserは、H₂バリューチェーン全体の信頼性とセキュリティを強化するために、幅広い製品、サービス、ソリューションを提供しています。
ガス火力発電所の水素混合プロセス
電解槽のフィード水調製プロセス。
©Endress+Hauser
水素・天然ガス混焼タービン
天然ガスの精製、処理、輸送、分配を行うエネルギー関連企業は、将来水素がエネルギー源の大きな割合を占めると考えています。再生可能エネルギー源を使用し低炭素排出発電を実現するために、水素はタービン用の代替燃料または混合燃料として活用される可能性があります。今後数年から数十年の間に、天然ガスにおける水素の混合濃度は増加していくと考えられています。
この分野の当社の専門知識
新しいLong Ridge Energy（LRE）発電所は、Endress+Hauserのプロセス計測ソリューションを活用し、発電におけるクリーンな水素活用の可能性を示すことに成功しています。この施設では、コリオリ流量計とRaman Rxn5アナライザを設置し、H2の注入量と混合比率を測定し検証しました。混合ガスに関する信頼性の高い計測データが瞬時に提供されるため、燃焼システムに損傷を与える可能性のある水素のオーバーシュートが防止され、安全性が向上します。
©Endress+Hauser
燃料電池用水素の品質確保
燃料電池の信頼性と効率を確保するには、高純度の水素が不可欠です。このため、国際標準化機構（ISO）などが設定した基準のレベルまで不純物を除去する必要があります。高品質水素の製造と供給は、移動型発電や定置型発電など、さまざまな用途に燃料電池技術を導入するために欠かせません。
この分野の当社の専門知識
Endress+Hauserのコリオリ流量計は、水素の流量を安全に測定し制御します。光学式ガスアナライザは、水分（H2O）や酸素（O2）などの不純物を100万分の1レベルまで検出します。非接触測定技術は、メンテナンスフリーで信頼性の高い運転を可能とし、水素の品質基準を遵守します。
- 取引計量に関する多くの実績が、高い測定品質と測定精度を実証
- 信頼性の高い堅牢な設計により、設置や設定作業を簡素化し、機器の長寿命化を実現
- 高速応答によりプロセス不純物を迅速に検出
- Heartbeat Technologyの診断、検証、監視機能により可用性が向上
©Endress+Hauser
電気分解によるグリーン水素：水質管理
電気分解の最も重要なポイントの1つは、電解槽の種類に応じた仕様に適合する水の調製です。これには、レベル、流量、圧力、導電率、pHなどのパラメータ測定が不可欠です。大型のグリーン水素設備の場合 、導電率やpH値では検出できない上流側の水処理プロセスの不具合を迅速に検出するため、TOCの計測も必要になります。
この分野の当社の専門知識
水処理の各プロセスにおいて信頼性と効率性を確保するために水質監視が必要です。このようなプロセスを安全に監視するEndress+Hauserのさまざまなセンサやアナライザをご紹介します。
- 電磁流量計Promag W 10：高精度、導電率測定（オプション）、0x呼び口径のフルボア構造（上流側/下流側直管長が不要、圧力損失なし）、Heartbeat Technologyによる運転性能の監視
- Memosens 2.0テクノロジーによるPEM電解槽の超純水、アルカリ電解槽の水酸化カリウム/苛性アルカリ溶液に対する信頼性の高い導電率測定を実現し、水質管理を最適化
- Cerabar PMP51B圧力伝送器は、優れた再現性と長期安定性を備え、設定作業をリモートで容易に実施可能
©Endress+Hauser
最高水準の安全性とエキスパートのノウハウ
Endress+Hauserは、計測におけるプロセスの安全性確保の重要性を考慮し、Center for Hydrogen Safety（CHS）に参加、水素の安全性向上を推進し、CHSがすべての利害関係者に対して安全に関する情報、ガイダンス、専門知識を提供できるよう支援することを表明しています。
この分野の当社の専門知識
危険場所における防爆保護等級、SIL、安全計装システム（SIS）のプルーフテスト、アプリケーション固有のリスク（例：水素透過）など、さまざまな課題に対してEndress+Hauserのエキスパートがお客様とともに安全性向上に取り組みます。
- グリーン水素製造の電解プロセスにおけるガス分離器用の信頼性の高い高精度計装機器
- SILおよびサイバーセキュリティのガイドラインに準拠、品質と信頼性を確保すると同時に、リスクを軽減してダウンタイムを削減
- メンテナンス、ライフサイクル、アセット管理の改善：Endress+HauserのIIoTソリューションプラットフォームNetilionは、機器の性能と健全性に関する分析データを提供し、インストールベースの可視化や文書化、データ管理を支援
Endress＋Hauserの価値提案
Endress+Hauserは、水素による発電用途に適した信頼性の高い計測機器、サービス、ソリューションを提供します。逆流リスクの低減とコスト削減、法規制の遵守、タービン寿命の延長を実現する信頼性の高い流量計、水質の確保に最適な水質分析計、安全性向上に不可欠な金メッキ仕様の圧力伝送器、運転の最適化をサポートする温度センサ、燃料電池効率化のための純度測定やガス組成分析に適したラマン分光法アナライザーなどがあります。
- 水素アプリケーションに実績のあるソリューションが、安全性と信頼性を確約
- Endress+Hauserは、エネルギー多様化やエネルギー転換のソリューションとして、デジタルトランスフォーメーションを活用し、お客様の取組みをサポート
- 幅広い製品ラインナップ：最適な計測機器を一括でご提供
- 独自技術による高精度で信頼性の高い量、品質、ガス組成の測定
- システム性能を高め、運転コストを削減：Heartbeat Technologyによる診断、検証、監視機能