Das Projekt T2X in Miajadas, Extremadura, hat einen Meilenstein gesetzt, indem es erneuerbares Erdgas direkt ohne fossile Brennstoffe in das Verteilnetz eingespeist hat. Dieses grüne Gas wird durch die Kombination von 100 % erneuerbarem Wasserstoff mit biogenem CO₂ aus einer Bioethanolanlage mittels der Sabatier-Reaktion hergestellt. Zur Optimierung dieses Prozesses bildet ein digitaler Zwilling virtuell jeden Wasserstoff-, CO₂- und synthetischen Methanstrom ab, wodurch die Simulation von Produktionsszenarien, Effizienz und vorausschauender Wartung ermöglicht wird.
Architektur des digitalen Zwillings für die Sabatier-Reaktion 🏗️
Der digitale Zwilling der T2X-Anlage ist in drei Schichten strukturiert: IoT-Sensoren, physikalisches Modell und 3D-Visualisierung. Sensoren messen in Echtzeit den Durchfluss von Elektrolyse-Wasserstoff (9 MW Kapazität), biogenem Kohlendioxid und die Temperatur des katalytischen Reaktors. Die physikalische Schicht simuliert die Stöchiometrie der Sabatier-Reaktion (CO₂ + 4H₂ -> CH₄ + 2H₂O) und berechnet Ausbeuten und thermische Emissionen. Die 3D-Visualisierung zeigt die Gasleitungsinfrastruktur und warnt vor Abweichungen im Einspeisedruck. Dieses Modell ermöglicht die Vorhersage der Produktion von 6.390 Tonnen erneuerbarem Wasserstoff in seinem ersten Jahrzehnt, wobei der Solarenergieeinsatz gemäß den Vereinbarungen mit Axpo Iberia angepasst wird.
Auswirkungen auf die industrielle Dekarbonisierung 🌍
Durch die digitale Modellierung des T2X-Prozesses wird die Dekarbonisierung schwer zu elektrifizierender Sektoren wie der Stahlindustrie, der Keramikindustrie und der Schifffahrt erleichtert. Der digitale Zwilling ermöglicht die Simulation von Energieeffizienzszenarien, senkt die Betriebskosten und maximiert die feste Prämie von 0,62 Euro pro Kilogramm zertifiziertem Wasserstoff über ein Jahrzehnt. Extremadura wird mit seiner Sonneneinstrahlung zu einem virtuellen Labor, um diese Technologie in anderen europäischen Regionen zu replizieren und das Gasnetz in ein intelligentes und nachhaltiges System zu verwandeln.
Welche technischen und modellierungstechnischen Herausforderungen wurden bei der Erstellung des digitalen Zwillings der T2X-Anlage bewältigt, um die Genauigkeit der Simulation des ersten in das Verteilnetz eingespeisten erneuerbaren europäischen Gases zu gewährleisten?
(PS: Mein digitaler Zwilling ist gerade in einer Besprechung, während ich hier modelle. Also technisch gesehen bin ich an zwei Orten gleichzeitig.)