Utilitaksen Tallinnan Väon energiakompleksiin valmistui Baltian ensimmäinen laatuaan oleva vihreän vedyn pilottilaitos, joka kattaa koko arvoketjun tuotannosta, puhdistuksesta, hukkalämmön hyödyntämisestä ja vedyn jakelusta aina kulutukseen saakka. Kyseessä on merkittävä askel Viron energiajärjestelmän vihreässä siirtymässä, jossa vihreä vety pääsee suoraan käyttöön tankkauksen kautta.
”Projektin tavoitteena oli rakentaa toimiva malliasema, joka demonstroi vihreän vedyn tuotannon ja käytön mahdollisuuksia erityisesti liikennesektorilla. Suunnittelusta käyttöönottoon kului lähes kaksi vuotta, ja prosessi sisälsi tiivistä yhteistyötä monien kumppaneiden kanssa,” kertoo yksi projektin osapuolista, Stargate Hydrogenin automaatio-osaston johtaja Risto Randla.
Elektrolyysiteknologiaan perustuva vetyasema pystyy tuottamaan 400 kg erittäin puhdasta vetyä päivässä, mikä soveltuu esimerkiksi vetyautoihin. Lisäksi aseman laitteisto mahdollistaa siirrettävien vetysäiliöiden täytön ja vedyn kuljetuksen huoltoasemille sekä muille vedyn loppukäyttäjille.
Stargate Hydrogen toimitti ratkaisuun 1 megawatin tehoisen Gateway 200 -elektrolyyserin, ja kompressori- ja tankkausratkaisun tarjosi Resato. Tuotettu vihreä vety päätyy jo tänä päivänä todellisiin liikenneratkaisuihin Boltin sovelluksella tilattavien vetyautojen kautta – Toyota Mirai -ajoneuvot tankkaavat Alexelan operoimilla asemilla, jonne vihreällä sähköllä tuotettu vety toimitetaan suoraan Utilitaksen laitokselta.
Projektin yhdeksi avainkomponentiksi valikoitui Beckhoff-ohjausratkaisu, jonka puolesta Randlan mukaan puhuivat aikaisemmat positiiviset kokemukset sekä järjestelmien joustavuus.
Beckhoffin rooli projektissa
”Asiakkaille on tärkeää, että tarjoamamme korkeatasoinen teknologia on joustavaa ja sujuvaa sekä sitä tukee asiantunteva tekninen tuki. ,” toteaa Beckhoff Automation OÜ:n myyntipäällikkö Roman Fjodorov.
TwinCAT-ohjelmointiympäristö mahdollistaa erittäin tarkan prosessinohjauksen ja muokattavuuden ilman piilokustannuksia. Tuotevalikoimaan kuuluvat myös vyöhyke 2 -räjähdyssuojausvaatimukset täyttävät IO-moduulit, ja kumppanit arvostivat Beckhoffin nopeaa toimitusaikaa ja kilpailukykyistä hintaa. Beckhoffin PC_pohjainen ohjauskonsepti toi projektiin lisämahdollisuuksia ja joustavuutta.
Ohjausjärjestelmä ja teknologia
”Beckhoffin ohjausjärjestelmä hallitsee koko elektrolyysiprosessia veden erottamisesta erittäin puhtaan vedyn tuotantoon. Järjestelmä tarkkailee jatkuvasti lämpötilaa, painetta ja kaasun virtausta,” Randla kuvailee. ”Näiden tietojen pohjalta ohjausjärjestelmä tekee automaattisesti tarvittavat päätökset varmistaen sujuvan ja turvallisen toiminnan.”
Järjestelmän ytimessä on CX5200-sarjan teollisuus-PC, jota täydentävät laaja valikoima EL-sarjan IO-moduuleja, mukaan lukien ELX-moduulit ATEX-tiloihin. Turvallisuudesta vastaavat TwinSAFE-sarjan moduulit, ja ulkokäyttöön soveltuvat EP-sarjan moduulit.
Käyttäjien käytössä on CP29xx-sarjan kosketusnäytöllinen HMI-paneeli, joka tekee järjestelmän ohjauksesta intuitiivista ja miellyttävää.
Integraatio eri laitteiden ja alijärjestelmien kanssa tapahtuu standardoitujen teollisuusprotokollien – EtherCAT, PROFINET sekä Modbus TCP/RTU – kautta. Tämä mahdollistaa eri valmistajien laitteiden välisen reaaliaikaisen tiedonvaihdon, mikä on kriittistä sekä toimintavarmuuden että dataperusteisen optimoinnin kannalta.
Ohjelmiston ylläpito ja päivitykset tehdään ennalta määrätyn huolto-ohjelman mukaan, yleensä silloin kun asema ei ole toiminnassa, mikä varmistaa järjestelmän jatkuvan luotettavuuden ja kehitettävyyden.
Haasteet ja oppiminen
”Koska kyseessä on alueen ensimmäinen tämän kaltainen projekti, tiimin oli ratkaistava useita haasteita. Uuden teknologian ja prosessin käyttöönotto vaati nopeaa oppimista, jatkuvaa sopeutumista ja selkeää ymmärrystä sääntelyvaatimuksista,” Randla kertoo. Hän lisää, että Beckhoffin joustava järjestelmä auttoi hallitsemaan riskejä, sillä muutoksia ja täydennyksiä voitiin tehdä kehityksen aikana ilman suuria uudelleenrakennuksia.
Asema on nyt käynnistysvaiheessa ja toimii vakaasti viimeisiä optimointivaiheita läpikäydessä. Kun valvontajakso päättyy, vedyn tuotantojärjestelmä siirtyy autonomiseen käyttöön. Beckhoffin ratkaisu on osoittautunut keskeiseksi tekijäksi projektin onnistumisessa, tarjoten luotettavan teknisen perustan, jolle voidaan rakentaa vihreän vedyn kehityksen seuraavat askeleet Virossa ja Baltian alueella.
Yritysesittelyt
Beckhoff Automation on yli 40 vuotta toiminut saksalainen perheyritys, joka kehittää ja valmistaa teollisuuden ja rakennusautomaation PC-pohjaisia, avoimia automaatiojärjestelmiä. Tuotevalikoimaan kuuluvat teollisuus-PC:t, I/O-komponentit, servotekniikka, automaatio-ohjelmistot, ohjauskaapiton automaatio ja konenäkölaitteistot. Vuonna 2024 yrityksen liikevaihto oli 1,17 miljardia euroa, työntekijöitä yli 5300 ja tytäryhtiöitä tai edustuksia yli 40 maassa.
Stargate Hydrogen on vuonna 2021 perustettu syväteknologiayritys, joka valmistaa elektrolyyserejä – laitteita vihreän vedyn tuottamiseen. Yritys on kasvanut nopeasti ja kuuluu Euroopan kymmenen suurimman elektrolyysipinovalmistajan joukkoon, tavoitteenaan nousta lähivuosina alueen suurimmaksi toimijaksi.