Beckhoff steuert Betrieb der ersten vollwertigen Wasserstoffanlage in den baltischen Staaten
Der Energiekomplex Väo des estnischen Energieversorgers Utilitas in Tallinn hat die erste Pilotanlage für grünen Wasserstoff im Baltikum fertiggestellt. Sie deckt die gesamte Wertschöpfungskette von der Produktion über Reinigung, Abwärmerückgewinnung und Verteilung von Wasserstoff bis zum Verbrauch ab. Ein wichtiger Schritt für die Energiewende in Estland – umgesetzt mit moderner Automatisierungstechnik von Beckhoff.
„Ziel des Projekts war eine funktionierende Modellanlage, die das Potenzial für die Erzeugung und Nutzung von grünem Wasserstoff, insbesondere im Verkehrssektor, unter Beweis stellt. Von der Konstruktion bis zur Bereitstellung dauerte es fast zwei Jahre“, sagt Risto Randla, einer der Projektpartner und Leiter des Bereichs Automation bei Stargate Hydrogen.
Die auf Elektrolysetechnik basierende Wasserstoffanlage kann täglich 400 kg hochreinen Wasserstoff erzeugen, der beispielsweise für mit Wasserstoff betriebene Autos geeignet ist. Die Anlage ist außerdem so ausgestattet, dass mobile Tanks befüllt und der Wasserstoff so zu Tankstellen und anderen Endnutzern transportiert werden kann.
Stargate Hydrogen lieferte den Elektrolyseur Gateway 200 mit einer Leistung von 1 MW, Resato stellte den Verdichter und die Betankungslösung bereit. Der mit Ökostrom produzierte grüne Wasserstoff findet bereits seinen Weg in reale Verkehrslösungen, nämlich in Wasserstoffautos, die über die App Bolt bestellt/bereitgestellt werden: Die Fahrzeuge vom Typ Toyota Mirai tanken an Tankstellen von Alexela, die direkt aus der Anlage von Utilitas beliefert werden.
Als eine zentrale Komponenten des Projekts wurde die Steuerungslösung von Beckhoff gewählt, weil sie hohe Flexibilität bietet und Risto Randla damit in der Vergangenheit sehr positive Erfahrungen gemacht hatte.
Die Rolle von Beckhoff im Rahmen des Projekts
„Für die Kunden ist es wichtig, dass unsere hochwertige Technik flexibel und nahtlos zu integrieren ist, und dass sie von einem kompetenten technischen Support unterstützt werden“, sagt Roman Fjodorov, Vertriebsleiter bei Beckhoff Automation OÜ.
Die TwinCAT-Programmierumgebung bietet/ermöglicht eine hochpräzise Prozesssteuerung und Anpassung ohne versteckte Kosten. Zur Produktpalette gehören auch I/O-Module von Beckhoff, die Explosionsschutzanforderungen für Zone 2 erfüllen. Außerdem wurden die schnelle Lieferung und der wettbewerbsfähige/attraktive Preis als wichtige Pluspunkte hervorgehoben. Das Konzept der PC-based Control von Beckhoff verlieh dem Projekt zusätzliche Möglichkeiten und höhere Flexibilität.
Steuerungslösung für den gesamten Prozess
„Die Steuerung von Beckhoff übernimmt das Management für den gesamten Elektrolyseprozess, vom Spalten des Wassers bis zur Produktion von hochreinem Wasserstoff. Das System überwacht kontinuierlich Temperatur, Druck und Gasfluss“, erklärt Randla. „Auf der Grundlage dieser Informationen trifft die Steuerung automatisch die notwendigen Entscheidungen, um einen reibungslosen und sicheren Betrieb zu gewährleisten.“
Das Herzstück des Systems ist der Industrie-PC CX5200, der durch eine ganze Reihe von IO-Modulen aus der EL-Serie ergänzt wird, darunter ELX-Module für ATEX-Umgebungen sowie Module aus der TwinSAFE-Serie zur Gewährleistung der Sicherheit und Module aus der EP-Serie für den Einsatz im Außenbereich. Benutzer haben Zugriff über das HMI-Panel CP29xx mit Touchscreen, das die intuitive und komfortable Steuerung des der Anlage ermöglicht.
Die Anbindung an weitere Geräte und Subsysteme erfolgt über standardisierte Industrieprotokolle – EtherCAT, PROFINET und Modbus TCP/RTU. Das ermöglicht einen Echtzeit-Datenaustausch zwischen Geräten verschiedener Hersteller, was sowohl für die Zuverlässigkeit als auch für die datengestützte Optimierung entscheidend ist.
Wartung und Upgrades der Software werden nach einem vordefinierten Zeitplan durchgeführt, üblicherweise dann, wenn die Anlage nicht in Betrieb ist. Das stellt sicher, dass das System stets zuverlässig arbeitet und auf dem neuesten Stand ist.
Herausforderungen und Lernprozesse
„Da es sich um das erste Projekt dieser Art in der Region handelt, hatte das Team eine Reihe von Herausforderungen zu bewältigen. Die Einführung einer neuen Technologie und eines neuen Prozesses erforderte schnelles Lernen, fortlaufende Anpassungen und ein gutes Verständnis der regulatorischen Vorgaben“, sagt Randla. Wie er weiter erläutert, war die Flexibilität des Systems von Beckhoff sehr hilfreich beim Risikomanagement, da Änderungen und Zusätze ohne umfangreiche Umbauten während der Entwicklung vorgenommen werden konnten.
Die Anlage befindet sich aktuell in der Hochlaufphase und läuft stabil durch die abschließenden Optimierungsschritte. Wenn der Überwachungszeitraum beendet ist, wird das Wasserstofferzeugungssystem auf autonomen Betrieb umgestellt. Laut Anwender hat sich die Lösung von Beckhoff als entscheidender Faktor für den Erfolg des Projekts erwiesen und eine zuverlässige technische Grundlage für die nächsten Entwicklungsschritte bei grünem Wasserstoff in Estland und im Baltikum geschaffen.