Débitmètres pour hydrogène – pour soutenir la transition énergétique

L’hydrogène sera certainement un élément clé dans le processus de décarbonation. La transition énergétique mondiale nécessitera une multitude de nouvelles installations, parallèlement à la conversion d’infrastructures existantes. La question cruciale aujourd’hui est la suivante : cela fonctionnera-t-il aussi avec l’hydrogène ?

Prêts pour l’élément chimique n° 1

En tant que leader technologique dans le domaine de la mesure ultrasonique non intrusive du débit par système clamp-on, FLEXIM a effectué voici deux décennies un travail de pionnier pour transférer cette technologie de mesure non intrusive aux gaz. Depuis lors, les systèmes ultrasoniques FLUXUS G ont mesuré avec précision et fiabilité le débit de tous les gaz, y compris l’hydrogène.

Prêts pour le changement

Les propriétés physiques de l’hydrogène diffèrent fortement de celles des autres gaz, en particulier du gaz naturel. Les exploitants d’installations sont donc confrontés à des défis majeurs en raison des adaptations à réaliser. La technologie de mesure non intrusive de FLEXIM n’est pas seulement flexible par principe, elle présente également d’autres avantages qui correspondent parfaitement aux applications de l’hydrogène, notamment :

• Les débitmètres FLUXUS mesurent en toute sécurité – depuis l’extérieur de la conduite. L’installation ne nécessite pas d’ouverture de la conduite et s’effectue généralement en cours d’exploitation. Le dispositif de mesure n’est pas soumis à l’usure et ne présente aucun risque de fuite.
• La méthode de mesure acoustique se caractérise par une dynamique exceptionnelle, indépendante du sens d’écoulement (bidirectionnelle). Il est donc possible d’enregistrer les vitesses d’écoulement les plus faibles comme les plus élevées.
• La protection contre les explosions ne pose aucun problème. Les transmetteurs et les capteurs certifiés couvrent le groupe de gaz IIC (ATEX/IECEx).
• Des fonctionnalités analytiques sophistiquées permettent de déterminer la pureté de l’hydrogène ainsi que la proportion d’hydrogène dans les mélanges gaz naturel-hydrogène.

Flux d’hydrogène de la production au consommateur

L’éventail d’application des débitmètres FLEXIM pour gaz FLUXUS G couvre en intégralité la chaîne de valeur de l’économie de l’hydrogène, quelle que soit sa méthode de production. Ces méthodes sont :

1. Hydrogène vert : hydrogène pur produit à partir de ressources renouvelables telles que l’énergie éolienne et solaire, après électrolyse dans des installations offshore ou onshore
2. Hydrogène bleu : hydrogène produit en tant que sous-produit des combustibles fossiles (vaporeformage)
3. Mélangé aux combustibles fossiles : combinaison d’hydrogène bleu ou vert utilisé pour réduire les émissions de carbone actuelles

Dans le monde entier, des exploitants étudient et appliquent l’adjonction d’hydrogène dans leurs infrastructures de gaz naturel afin de réduire les émissions de carbone.

L’introduction de l’hydrogène dans les réseaux de transport et de distribution du gaz naturel change la composition du flux. Il est donc nécessaire de transporter des volumes de gaz plus élevés pour atteindre la même valeur énergétique ou les mêmes valeurs calorifiques que celles fournies par le gaz naturel pur. Alors que les pourcentages d’hydrogène ajouté augmentent, la valeur calorifique énergétique du gaz naturel diminue. Par conséquent, le volume de gaz consommé augmente afin de répondre aux besoins énergétiques des appareils, des véhicules, etc.

De plus, de nombreuses régions comptent pouvoir utiliser simplement les infrastructures existantes pour une transition rapide et économique. Les instruments de mesure devront donc être capables de supporter des changements de composition constants et d’éviter à tout prix les chutes de pression à travers le réseau.

Précision certifiée

FLUXUS fait ses preuves aussi bien sur le terrain qu’en laboratoire. Étant l’unique fabricant de technologie de mesure ultrasonique clamp-on, FLEXIM a été invitée à participer au projet industriel conjoint (Joint Industry Project, JIP) consacré en 2021 à l’adéquation des débitmètres pour gaz naturel à la mesure des gaz renouvelables (« Suitability of natural gas flow meters for renewable gases »).

L’installation d’essai était le laboratoire de débit multiphasique de DNV à Groningen, aux Pays-Bas. Pour le compte de tous les principaux exploitants de pipelines de l’UE, les capacités des débitmètres à traiter des mélanges de gaz naturel contenant jusqu’à 30 % d’hydrogène et jusqu’à 20 % de dioxyde de carbone ont été testées, avec d’excellents résultats du matériel FLEXIM. Sur la totalité du programme d’essais, le FLUXUS G721 a parfaitement fonctionné dans les limites des valeurs spécifiées d’incertitude de mesure (± 1…2 %) et de répétabilité (0,15 %).

Résultat des tests de précision avec du H2 pur dans l’installation de circulation d’hydrogène de DNV à Groningen