Crowcon - gasdetectie om levens te redden
Zoeken op

Waterstof

Inleiding

De laatste jaren is de aandacht voor waterstof sterk toegenomen vanwege de sleutelrol die waterstof waarschijnlijk zal spelen in de wereldwijde energietransitie en de weg naar netto nul.

In de afgelopen vijf jaar hebben afzonderlijke landen en continenten wereldwijd initiatieven en strategieën voor de invoering van waterstof ingevoerd. Daartoe behoren Japan, China, India, Afrika, de EU, het VK en de VS. Met name in het VK is in het "Ten Point Plan for a Green Industrial Revolution" (2020) een investering van maximaal een half miljard pond in nieuwe waterstoftechnologieën toegezegd.

Hoewel waterstof de laatste jaren meer in de schijnwerpers staat, heeft het een lange geschiedenis als energiebron, traditioneel gebruikt als bestanddeel van raketbrandstof en in gasturbines om elektriciteit te produceren.

Zoals bij elk gas is gezondheid en veiligheid een belangrijk punt van zorg in alle stadia van de waterstofwaardeketen, van productie en opslag tot distributie en gebruik. De MPS™-sensortechnologie (Molecular Property Spectrometer) van Crowcon biedt de beste oplossing voor het opsporen van waterstofgas. De tekortkomingen van de traditionele sensortechnologie worden met MPS weggewerkt: minder onderhoud, geen kalibratie gedurende vijf jaar en geen sensorvergiftiging.

Toepassingen

Waterstofproductie
Opslag van waterstof
Waterstofdistributie
Gebruik van waterstof

Waterstofgas wordt geproduceerd met behulp van verschillende energiebronnen. De verschillende methoden om waterstof te produceren leiden tot verschillende niveaus van koolstofuitstoot, wat betekent dat de bijdrage van waterstof aan de koolstofneutraliteit grotendeels afhangt van de manier waarop het wordt geproduceerd. Waterstof krijgt doorgaans een andere naam, afhankelijk van de manier waarop het wordt geproduceerd.

Waterstof kan fysiek worden opgeslagen als gas of als vloeistof. De opslag van waterstof als gas vereist meestal tanks onder hoge druk (350-700 bar [5.000-10.000 psi] tankdruk). Opslag van waterstof als vloeistof vereist cryogene temperaturen omdat het kookpunt van waterstof bij een druk van één atmosfeer -252,8°C bedraagt.

Waterstof kan ook worden opgeslagen in andere gassen, als oplossing voor opslag op middellange termijn, zoals ammoniak. Ammoniak kan vloeibaar worden gemaakt onder milde omstandigheden (kamertemperatuur, druk van 8-10 bar), hetgeen betekent dat het kan worden opgeslagen in een eenvoudig en goedkoop drukvat. Het wordt ook beschouwd als een veiliger vervoersoptie dan waterstof, aangezien de geur ervan, hoewel giftig, bij lage niveaus kan worden waargenomen. Ammoniak is ook minder ontvlambaar dan waterstof en wordt beschouwd als niet-ontvlambaar tijdens het vervoer, terwijl waterstof brandt met een onzichtbare vlam.

Waterstof wordt van de plaats van productie naar de plaats van gebruik gedistribueerd via pijpleidingen, over de weg in tankwagens met cryogene vloeistof of trailers met gasvormige buizen, of internationaal via de scheepvaart. Pijpleidingen worden aangelegd in regio's met een aanzienlijke vraag (honderden tonnen per dag) op lange termijn.

Vervoer van waterstof over de weg wordt ingezet wanneer het gebruik een bepaalde hoeveelheid vloeibare waterstof over een kortere periode vereist. Dit kan een middel zijn om energie te produceren of om in een waterstoftankstation te worden gebruikt. Landen die waterstof produceren, vervoeren het gas doorgaans per schip naar andere landen die er vraag naar hebben.

Er zij op gewezen dat waterstof momenteel alleen voor kortetermijnreizen wordt verscheept, en in plaats daarvan wordt overgeschakeld op ammoniak voor middellange tot lange reizen. De reden hiervoor is dat ammoniak een betere drager van waterstof is en er reeds een grote hoeveelheid bestaande infrastructuur en wetgeving bestaat om het vervoer van ammoniak te ondersteunen.

Het industriële gebruik van waterstof vormt tegenwoordig het grootste deel van het waterstofgebruik, aangezien het op grote schaal wordt gebruikt bij de productie van materialen als cement, staal en glas.

Naarmate de rol van waterstof in de mondiale energietransitie blijft groeien, zullen andere toepassingen van waterstof waarschijnlijk toenemen.

Waterstofenergie en waterstofverwarming

Waterstofbrandstofcellen gebruiken de chemische energie van waterstof om elektriciteit op te wekken.

Waterstof kan ook worden gebruikt om onze huizen en bedrijven te verwarmen. Hoewel een overschakeling naar 100% waterstof momenteel niet haalbaar is, is de Britse regering van plan om het bijmengen van waterstof in 2023 goed te keuren en zou het Verenigd Koninkrijk tegen 2027 een mengsel van 20% kunnen gebruiken.

Waterstofvoertuigen

Waterstofcellen kunnen ook worden gebruikt om voertuigen aan te drijven, en waterstofbussen worden al overal ter wereld gebruikt.

De drie hoofdkleuren van waterstof zijn groen, blauw en grijs.

Grijze waterstof is waterstof die wordt geproduceerd met behulp van fossiele brandstoffen, zoals aardgas, en is de meest voorkomende vorm van waterstof in de wereld van vandaag.

Blauwe waterstof wordt op dezelfde manier geproduceerd als grijze waterstof. In tegenstelling tot grijze waterstof worden de geproduceerde broeikasgassen afgevangen via het proces van koolstofafvang en -opslag (CCS), zodat blauwe waterstof wordt beschouwd als een koolstofneutrale vorm van waterstof.

Groene waterstof wordt beschouwd als de schoonste vorm van waterstof en wordt geproduceerd met behulp van elektriciteit om een elektrolyser aan te drijven die waterstof scheidt van de watermolecule waarbij zuurstof als bijproduct wordt geproduceerd. Overtollige elektriciteit kan door elektrolyse worden gebruikt om waterstofgas te maken dat voor de toekomst kan worden opgeslagen.

De MPS™-sensortechnologie (Molecular Property Spectrometer) van Crowcon biedt de beste oplossing voor het opsporen van waterstofgas. De tekortkomingen van de traditionele sensortechnologie worden met MPS weggewerkt: minder onderhoud, geen kalibratie gedurende vijf jaar en geen sensorvergiftiging. Naast het verhogen van de veiligheid in gebieden waar brandbare gassen een risico vormen, levert de MPS™-technologie aanzienlijke besparingen op de totale eigendomskosten op en vermindert de interactie met het apparaat het arbeidsrisico voor operators.

Bij de omgang met waterstof, zoals met elk gas, zijn gezondheid en veiligheid van het grootste belang. Waterstof heeft een groot ontvlambaarheidsbereik (4%-74% vol. in lucht), zodat zelfs kleine hoeveelheden H2 explosies kunnen veroorzaken wanneer zij met atmosferische lucht worden vermengd. Alleen al een vonkje statische elektriciteit van iemands vinger is voldoende om een explosie te veroorzaken wanneer er waterstof aanwezig is, en op veel plaatsen waar waterstof wordt gebruikt, is vonkontsteking door elektrische onderdelen of onderhoudswerkzaamheden een altijd aanwezig risico.

Waterstof is niet giftig, maar in overdekte omgevingen zoals batterijopslagruimten kan waterstof zich ophopen en verstikking veroorzaken doordat het zuurstof verdringt. In brandstofcelstapels kan waterstof lekken uit afdichtingen op procesaansluitingen in de buurt van deH2-opslagcilinders .

Een ander punt van zorg rond ontvlambaarheid en detectie van waterstof is dat waterstofvlammen lichtblauw van kleur zijn en bijna onzichtbaar voor het menselijk oog. Waterstofvlammen geven ook weinig stralingswarmte af, zodat mensen die warmte misschien pas voelen als ze heel dicht bij de vlam zijn. Vlamdetectoren worden daarom gebruikt als aanvulling op puntgasdetectoren, omdat zij een groot gebied bestrijken. Waterstofvlammen kunnen worden gedetecteerd met multispectrum-infrarooddetectoren.

Deze gevaren zijn aanwezig in de hele waardeketen van waterstof, van productie en opslag tot distributie en gebruik, waarbij gasdetectie de eerste verdedigingslinie tegen waterstoflekken vormt.

Terwijl er een reeks voorschriften bestaat inzake gassen in het algemeen, ontbreekt het aan wetgeving die specifiek van toepassing is op waterstof.

In het Verenigd Koninkrijk reguleert het Office of Gas and Electricity Markets (Ofgem) de gasmarkt en eist het dat iedereen die zich bezighoudt met de levering, het vervoer of de transport van gas een vergunning heeft op grond van de Gas Act.

Er is ook een aantal gezondheids- en veiligheidswetten die betrekking hebben op waterstof, waaronder de Gas Safety (Management) Regulations, de Pipeline Safety Regulations, de Hazardous Substance Regulations en de Dangerous Substances and Explosive Atmosphere Regulations.

ISO 22734-1:2019 specificeert dat een waterstofgasdetectiesysteem dat ventilatie initieert bij 0,4%v/v (100%LEL) waterstof dicht bij de waterstofgenerator moet worden geïnstalleerd.

Producten voor waterstofdetectie

MPS Detectoren
T4x

Zone 0 goedgekeurde persoonlijke beschermingsoplossing voor het detecteren van de vier meest voorkomende gasgevaren. Uitsluitend met duurzame O2- en MPS sensortechnologieën.

Meer te weten komen
Gasman

Een compacte en volledig robuuste enkelvoudige gasdetector voor de zwaarste industriële omgevingen.

Meer te weten komen
Xgard Bright

Adresseerbare detector met vaste kop en OLED-display. Nu beschikbaar met MPS-technologie.

Meer te weten komen
Andere detectoren
Xgard

Vaste multi-gasdetector.

Meer te weten komen
XgardIQ

Sil2 gecertificeerde, veelzijdige en zendercompatibele vaste detector verkrijgbaar met Alarm- en Storingsrelais.

Meer te weten komen
Gas-Pro

Een multi-gasdetector met ondersteuning voor 5 gassen, een speciale controle vóór binnenkomst en een optionele pompfunctie.

Meer te weten komen
Bedieningspanelen
Vortex

Ons meest flexibele gasregelaarpakket.

Meer te weten komen
Adresseerbare regelaars

Lokale, niet-intrusieve bediening en weergave met gelijktijdige weergave van live-uitlezing en alarmfuncties via LCD-kleurendisplay.

Meer te weten komen

Inzichten

BLOG
Wat moet je weten over waterstof?

Naast andere hernieuwbare energiebronnen en aardgas speelt waterstof een steeds belangrijkere rol in het landschap van schone energie. Waterstof komt voor in verschillende dingen, waaronder licht, water, lucht, planten en dieren, maar wordt vaak gecombineerd met andere chemicaliën.

Lees meer
CASUS STUDIE
Xgard Bright MPS biedt waterstofdetectie in energieopslagtoepassing

Crowcon levert een waterstofdetectieoplossing aan het wereldwijde batterijbedrijf SAFT.

Lees meer
WIT PAPIER
De uitdaging van het opsporen van waterstofgas

Waterstof zal een essentiële rol spelen bij de productie van schonere energie. Met de verschuiving naar waterstof als schone brandstof, en de nadruk op het wereldwijde gebruik ervan, is het belangrijk voor de relevante mensen, binnen industrieën die waterstof gebruiken, om zich volledig bewust te worden van de gevaren en de gevolgen van deze verschuiving.

Download