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Wasserstoff für die Energiewende

Wie FLEXIM dieses Ziel mit seiner Messtechnik unterstützt

Wasserstoff-Erdgas-Blending in Zeiten der Energiewende

Betreiber auf der ganzen Welt erwägen oder realisieren bereits die Beimischung von Wasserstoff in die bestehende Erdgasinfrastruktur, um die Kohlenstoffemissionen zu senken.

Durch die Zufuhr von Wasserstoff in Transport- und Verteilungsnetze verändert sich die Zusammensetzung des Erdgasstroms. Es müssen größere Gasmengen transportiert werden, um die gleichen BTUs bzw. Brennwerte wie bei reinem Erdgas zu erreichen. Mit steigendem Wasserstoffanteil sinkt der Brennwert des Erdgases. Daher muss eine größere Menge an Gas verbraucht werden, um den Energiebedarf von Geräten, Fahrzeugen usw. zu decken.

Für eine schnelle und kostengünstige Energiewende soll in vielen Regionen die bereits vorhandene Infrastruktur genutzt werden. Die Messgeräte müssen daher mit ständigen Änderungen der Fluidzusammensetzung zurechtkommen und Druckabfälle im Netz um jeden Preis vermeiden.

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Applikationen im Bereich Wasserstoff-Durchflussmessung:

1. Grüner Wasserstoff: reiner Wasserstoff, der durch Elektrolyse (onshore oder offshore) unter Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Wind- und Sonnenenergie hergestellt wird

2. Blauer Wasserstoff: Wasserstoff, der als Nebenprodukt aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird (Dampfreformierung)

3. Beimischung zu fossilem Brennstoff: Beimischung von blauem oder grünem Wasserstoff, um die Kohlenstoffemissionen zu senken

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Transport und Verteilung von Wasserstoff in Erdgasnetzen

Wasserstoff kann auf drei verschiedene Arten zu den Endverbrauchern und Märkten gebracht werden:

  • Transport in Druckgasflaschen oder Tankwagen für kryogene Flüssigkeiten
  • Verteilung über eigene Pipelines
  • Beimischung in die bestehende Erdgasinfrastruktur
    Um die Sicherheit der bereits vorhandenen Infrastruktur zu gewährleisten, ist die Menge an Wasserstoff, die dem Erdgas beigemischt werden kann, jedoch begrenzt. Die meisten Betreiber rund um den Globus streben einen Anteil von maximal 20 bis 30 Volumenprozent an, da das die bestehende Infrastruktur laut aktuellen Studien noch verkraften kann.

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FLEXIMs Konzept für diesen Markt

Dank unserer langjährigen Erfahrung bei der Messung von Erdgas, reinem Wasserstoff und Dampf überzeugen Gasdurchflussmesser von FLEXIM durch hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Unsere Geräte bieten zahlreiche Vorteile und können an vielen Stellen im Prozess eingesetzt werden.

FLEXIMs Forschungs- und Entwicklungsabteilung nahm Anfang des Jahres an einem Joint Industry Project (JIP) im Labor der DNV teil, um die Eignung und Einsatztauglichkeit unserer Technologie im Transport- und Verteilungssektor der Branche sicherzustellen. Dabei wurden die Leistung und Funktionen unserer Clamp-on-Ultraschall- Gasdurchflussmesser G721 und G722 im Vergleich zu herkömmlichen Inline-Durchflussmessgeräten an Erdgas-Wasserstoff-Gemischen (Wasserstoffanteil bis 20 Volumenprozent) getestet.

Die Tests haben gezeigt, dass die eingriffsfreien Durchflussmesser von FLEXIM Erdgas-Wasserstoff-Gemische messen können und dass Änderungen in der Zusammensetzung dieser Gemische die Leistung und Genauigkeit der Geräte nicht beeinträchtigen.

Die Gasdurchflussmesser von FLEXIM nutzen modernste Verarbeitungs- und Analysealgorithmen, um Änderungen der Schallgeschwindigkeit, der Kompressibilität des Gases und der molaren Masse dynamisch über die NGE (Natural Gas Engine) zu verfolgen. Während viele andere Ultraschalltechnologien zur Umrechnung von Ist-Volumen in Standardvolumen auf die Gaschromatographie setzen, ist die von FLEXIM entwickelte NGE in der Lage, den Z-Faktor und die molare Masse direkt im Messgerät zu ermitteln. Auf diese Weise lassen sich Änderungen der Fluidzusammensetzung verfolgen, was insbesondere bei Erdgas-Wasserstoff-Gemischen von Vorteil ist.

Zu den wichtigsten Erkenntnissen dieses Ansatzes, die vom Joint Industry Project (JIP) bestätigt wurden, zählen:

  • Gemische aus Erdgas, Wasserstoff und CO2 (bis 20 %) haben auf die Leistung der Gasdurchflussmesser von FLEXIM keinen nennenswerten Einfluss.
  • Die Messunsicherheit liegt innerhalb unserer Gasspezifikationen von ± 2 %.
  • Mit unserer NGE-Funktion lassen sich Gasgemische präzise messen und deren Brennwert berechnen.

Unsere Wiederholbarkeit in Fluidgemischen liegt weiterhin unter 0.15 %.

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Anwendungen