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Hidrógeno y transición energética

Cómo las soluciones de instrumentación de FLEXIM respaldan este objetivo.

Mezclas de hidrógeno y gas natural durante las fases de transición energética

Operadores de todo el mundo estudian e implementan mezclas de hidrógeno en infraestructuras de gas natural existentes para reducir las emisiones de carbono.

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La introducción de hidrógeno en las redes de transporte y distribución de gas natural cambia la composición del flujo. Es necesario transportar mayores volúmenes de gas para alcanzar las mismas BTU o los valores caloríficos que proporciona el gas natural puro. Conforme aumentan los porcentajes en las mezclas de hidrógeno, se reduce el valor calorífico de la energía del gas natural. Como consecuencia, el volumen de gas consumido debe aumentar para satisfacer las necesidades de energía de aparatos, vehículos, etc.

Más aún, muchas regiones pretenden utilizar la infraestructura actual para realizar una transición rápida y económica. Por eso, los instrumentos de medición deben ser capaces de admitir cambios constantes en la composición y de evitar a cualquier precio las caídas de presión en cualquier punto de la red.

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Aplicaciones de medición del caudal de hidrógeno:

1. Hidrógeno verde: hidrógeno puro producido a partir de fuentes renovables, como energía eólica y solar, tras un proceso de electrólisis que se completa offshore u onshore

2. Hidrógeno azul: hidrógeno producido como producto secundario a partir de fuentes de combustibles fósiles (reformado con vapor)

3. Mezcla con combustible fósil: combinación de hidrógeno azul o verde empleada para reducir las actuales emisiones de carbono

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Cómo se transporta y se distribuye el hidrógeno por las redes de gas natural

Hay tres formas posibles de llevar el hidrógeno hasta los usuarios finales y los mercados:

  • Transporte en cilindros comprimidos o cisternas de líquido criogénico.
  • Distribución a través de tuberías específicas.
  • Mezclado en las infraestructuras de gas natural existentes. En esta opción, no obstante, se reduce la cantidad de hidrógeno que puede mezclarse con el gas natural para asegurar la integridad de la infraestructura existente. En la mayoría de los casos, los operadores de todo el mundo tratan de lograr un máximo de entre el 20 % y el 30 % del volumen. Estudios recientes muestran que esta cifra se basa en lo que puede tolerar la infraestructura actual.

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¿Cuál es el enfoque de FLEXIM para este mercado?

Gracias a nuestra experiencia y nuestra trayectoria, las mediciones de gas natural, hidrógeno puro y vapor son áreas en las que los medidores de gas de FLEXIM proporcionan una exactitud y una fiabilidad elevadas. Nuestros caudalímetros ofrecen múltiples ventajas y pueden instalarse en muchos puntos del proceso. 

El departamento de I+D de FLEXIM se embarcó a principios de este año en un proyecto de colaboración industrial (JIP) en el laboratorio DNV GL. El objetivo era garantizar la idoneidad y la aplicabilidad de nuestra tecnología para el área de transporte y distribución de este sector. Se comparó el rendimiento y las capacidades de nuestros caudalímetros de gas ultrasónicos clamp-on G721 y G722 con los de los medidores en línea tradicionales en mezclas de gas natural e hidrógeno de hasta un 20 % del volumen.

Los resultados de estas pruebas mostraron que los caudalímetros no invasivos de FLEXIM son capaces de medir mezclas de hidrógeno y gas natural. Probaron también que el rendimiento y la exactitud de la tecnología de FLEXIM no se ven afectados por los cambios en la composición que presentan estas mezclas.

Los caudalímetros de gas de FLEXIM emplean algoritmos de procesamiento y análisis de última generación para supervisar de forma dinámica los cambios en la velocidad acústica, la compresibilidad del gas y el peso molecular a través del NGE (Natural Gas Engine, motor de gas natural).  Mientras que muchas otras tecnologías ultrasónicas dependen de la cromatografía del gas para convertir los volúmenes reales en estándar, FLEXIM ha desarrollado el NGE para calcular el factor Z y el peso molecular directamente en el medidor. Este supervisa los cambios en la composición del flujo, lo que resulta especialmente ventajoso en el caso de las mezclas de hidrógeno y gas natural.

Estas son algunas de las conclusiones más importantes de esta colaboración, corroboradas por el proyecto de colaboración industrial (JIP):

  • Las mezclas de gas natural, hidrógeno y CO2 de hasta el 20 % no tienen un impacto significativo sobre el rendimiento de los medidores de gas de FLEXIM.
  • La incertidumbre de medición se encuentra dentro de nuestras especificaciones para gas del
    +/-2 %.
  • Nuestra funcionalidad NGE es una característica esencial para medir de forma exacta los caudales de mezclas de gas y para calcular el valor calorífico de caudales mixtos.

Nuestra repetibilidad en caudales mixtos sigue estando por debajo del 0,15 %

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