Hur digitalisering av vätgasproduktion möjliggör grönt stål
Digitalisering kan bli en kraftfull drivkraft för att optimera storskalig produktion av grönt vätgas och därigenom möjliggöra kostnadseffektiv tillverkning av grönt stål.
Även om tekniken fortfarande är i ett tidigt skede för industrins tillämpningar, förväntas produktionen av grön vätgas växa avsevärt fram till 2050. Anledningen till att de flesta industrier ännu inte tagit steget till grön vätgas handlar i stor utsträckning om kostnader – historiskt har grön vätgas varit betydligt dyrare än andra energibärare, inklusive naturgasbaserad grå och blå vätgas.
För att lyckas behöver de mest effektiva metoderna för grön vätgasproduktion göras tillgängliga – och i en industriell miljö kräver detta automatisering och digitalisering.
Eftersom det inte går att mäta kvaliteten hos en enskild väteatom, handlar allt i stället om effektivitet. Det som avgör är produktionskostnaden och de totala koldioxidutsläppen i processen.
Daniel EnströmChief Digital Officer
När en grön vätgasanläggning planeras finns två huvudfaktorer att ta hänsyn till: Kostnaderna för själva vätgasproduktionen och för det totala ägandeskapet.
Enligt Luisa Orre, Chief Business Development Officer, måste man ha ett helhetsperspektiv både på fabriksdesignen och på driften, för att allt ska vara så kostnadseffektivt som möjligt.
Den totala ägandekostnaden sträcker sig från den dag du börjar designa fabriken tills att den tas ur drift. Vi är övertygade om att det enda sättet att hålla kostnaderna nere är att kombinera den kunskap som byggs upp över tid med ett konsekvent användande av data – och att använda den datan om och om igen för att ständigt förbättra hur anläggningen drivs.
Luisa OrreChief Business Development Officer
Vid produktion av grön vätgas står el för ungefär 70 % av de totala kostnaderna. I många regioner är den förnybara elen som driver elektrolysen dessutom mycket intermittenta – det vill säga varierar över tid – vilket kräver avancerad produktionsplanering och hantering av lagring för att säkra råvaruflödet till nästa steg i processen: järnproduktion.
Det är därför Stegra utvecklat programvara som optimerar driften av vätgasanläggningar för att hålla kostnaderna så låga som möjligt.
"Det handlar inte bara om fancy algoritmer – den här mjukvarulösningen hjälper till att uppnå lägsta möjliga produktionskostnad oavsett var i världen anläggningen byggs," säger Louisa.
Stegras vätgasanläggning i Boden under uppbyggnad
Genom attoptimera produktionsplaneringen kan Stegra detaljplanera driften av elektrolysörerna på en mycket detaljerad nivå. Det skapar en viktig möjlighet att bidra med värde till våra lokalsamhällen – genom att kunna mata tillbaka överskottsenergi till elnätet.
För att kunna utforma en vätgasanläggning på ett datadrivet sätt har Daniels och Luisas team utvecklat ytterligare en mjukvarulösning som används för att optimera anläggningens konfiguration. Syftet är att bygga anläggningar för grön vätgas som når lägsta möjliga kostnadsnivå – den så kallade levelized cost of hydrogen (LCOH), eller nivåkostnad för vätgas – vilket också är ett mått på vätgasens övergripande konkurrenskraft. "Om man utformar en anläggning på fel sätt från början kommer man inte att nå den lägsta LCOH – även om man senare lägger till ett optimeringssystem. Därför är det avgörande att göra rätt från start," säger Luisa. Hon tillägger även att mjukvaran för konfigurationsoptimering gör det möjligt för Stegra att bygga fabriker modulärt, vilket gör designprocessen både mer tids- och kostnadseffektiv.
Utifrån förutsättningarna i en specifik region kan mjukvaran inte bara beräkna LCOH och ta fram designförslag och tekniska lösningar för vätgasanläggningen, utan också visa var det finns riklig tillgång till förnybar el. Det gör det möjligt för Stegra att identifiera och avgränsa särskilt lämpliga platser för grön vätgasproduktion världen över.
Vårt mål är att leda utvecklingen av storskalig produktion av grön vätgas för industrin. För att lyckas behöver vi ha ett nära och välfungerande samarbete genom hela värdekedjan – från tekniska partnerskap till kunder – vilket kräver en stark digital ryggrad för att säkerställa kostnadseffektivitet.
Vi behöver också arbeta tätt tillsammans med nästa generations elektrolysörföretag för att vidareutveckla tekniken och kontinuerligt förbättra vår effektivitet. Och eftersom vi inte bara kommer bygga en anläggning kan vi vara snabbare än andra när det gäller konceptutveckling, anläggningsdesign och projektering, och därmed genomföra vätgasanläggningsprojekt betydligt snabbare än våra konkurrenter.