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Hydrogène et transition énergétique

Comment les solutions d’instruments FLEXIM aident à atteindre cet objectif

Le mélange d’hydrogène et de gaz naturel pendant les phases de transition énergétique

Dans le monde entier, des exploitants étudient et appliquent l'adjonctiond’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 alors 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 utiliser les infrastructures existantes pour une transition rapide et économique. Les instruments de mesure doivent donc être capables de supporter des changements de composition constants et d’éviter à tout prix les chutes de pression à travers le réseau.

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Applications de mesure du débit d’hydrogène :

1) Hydrogène vert : lhydrogène 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

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Comment l’hydrogène est transporté et distribué dans les réseaux de gaz naturel

Il existe trois manières possibles d’apporter l’hydrogène aux consommateurs finaux et aux marchés :

  • Transport dans des bonbonnes de gaz comprimé ou dans des navires avec cuves cryogéniques pour gaz liquide.
  • Distribution assurée par des gazoducs dédiés.
  • Mélangé dans une infrastructure de gaz naturel existante. Toutefois, cela réduit les quantités d’hydrogène pouvant être mélangées au gaz naturel pour assurer l’intégrité de l’infrastructure existante. Dans la plupart des cas, les exploitants à travers le monde cherchent à atteindre un maximum de 20 à 30 % en volume. Des études récentes ont montré que cela dépend de ce que l’infrastructure existante peut tolérer.

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Quelle est l’approche de Flexim concernant ce marché ?

Notre expertise et notre expérience dans la mesure du gaz naturel, de l’hydrogène pur et de la vapeur sont des domaines dans lesquels les débitmètres pour gaz FLEXIM font déjà preuve d’un haut niveau de précision et de fiabilité. Nos débitmètres ont prouvé leurs nombreux avantages et s’installent en de nombreux points du processus. 

Le département de R&D de FLEXIM s’est engagé au début de l'année dans un projet industriel conjoint (Joint Industry Project, JIP) au Laboratoire DNV GL, en vue d’assurer l’aptitude et l’applicabilité de nos technologies dans les applications de transport et de distribution du secteur. Nous avons comparé la performance et les capacités de nos débitmètres ultrasoniques non intrusifs G721 & G722 avec des débitmètres traditionnels à installer dans les conduites dans des mélanges de gaz naturel et d’hydrogène (jusqu’à 20 % en volume).

Les résultats de ces tests ont montré que les débitmètres non intrusifs de FLEXIM peuvent mesurer les mélanges d’hydrogène et de gaz naturel. Il a également été démontré que la performance et la précision de la technologie FLEXIM ne sont pas affectées par les changements de composition présentés par ces mélanges.

Les débitmètres pour gaz FLEXIM utilisent des processus et des algorithmes analytiques à la pointe de la technologie pour suivre les changements de vitesse acoustique, de compressibilité du gaz et de poids moléculaire de manière dynamique grâce à un moteur à gaz naturel (Natural Gas Engine, NGE).  Alors que de nombreuses autres technologies ultrasoniques se basent sur la chromatographie du gaz pour convertir les volumes réels en volumes standard, FLEXIM a développé le NGE pour calculer le facteur Z et le poids moléculaire directement dans le débitmètre. Cela permet de suivre les changements de composition au sein du flux, ce qui est particulièrement utile dans le cas des flux d’hydrogène et de gaz naturel mélangés.

Voici quelques éléments clés issus de cet engagement qui ont été confirmés par le Joint Industry Project (JIP) :

  • Les mélanges de gaz naturel, d’hydrogène et de CO2 jusqu’à 20 % n’ont aucun impact significatif sur la performance des débitmètres FLEXIM.
  • L’incertitude de mesure demeure dans notre plage de spécifications pour gaz de +/- 2 %.
  • Notre fonctionnalité NGE est un élément clé dans la mesure précise des flux de gaz mélangés et dans le calcul de la valeur calorifique du flux.

Notre répétabilité dans les flux mélangés reste inférieure à 0,15 %.

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