La production d’hydrogène vert est désormais une solution incontournable nécessaire pour respecter les objectifs de réduction des émissions des gaz à effet de serre que ce soit dans le domaine de l’industrie lourde, des transports ou de la production d’électricité. Le transport et la livraison aux utilisateurs de l’hydrogène produit nécessitent le développement de nouvelles technologies.
Décarbonner : plusieurs utilisations de l’hydrogène
L’hydrogène, indispensable dans de nombreux procédés industriels est obtenu aujourd’hui très majoritairement à l’aide de produits fossiles. Afin de réduire fortement l’impact de ces activités sur le bilan des émissions de gaz à effet de serre, la production d’hydrogène à l’aide d’énergies renouvelables est indispensable.
La mobilité est une source importante des gaz à effet de serre. La mobilité lourde en particulier (transport en commun et transport de marchandises, trains et camions) pourra réduire considérablement son impact grâce à l’hydrogène et aux piles à combustibles.
Les besoins en électricité provenant de sources renouvelables vont croître. Cette production est soumise à de fortes fluctuations et devra être stockée. Une solution consiste à stocker cette énergie en produisant de l’hydrogène qui est ensuite transportée et utilisée vers différents usages.
Dans la plupart des cas, l’hydrogène sera acheminé du site de production vers les utilisateurs, stocké pour assurer une continuité de livraison, livré via un réseau dédié ou via le réseau de transport et distribution de gaz existant en mélange avec le gaz naturel.
L'hydrogène dans le réseau de gaz
Dans plusieurs régions du monde, on introduit actuellement jusqu'à 10% d'hydrogène dans le réseau de gaz naturel. Des scientifiques en Europe et en Asie étudient la possibilité d'ajouter à l'avenir jusqu'à 30 % d'hydrogène au gaz naturel. L'hydrogène ajouté impacte les propriétés du mélange.
Il modifie :
- sa densité,
- sa viscosité,
- son explosivité,
- son débit
- la vitesse de propagation du son.
Cela représente de tout nouveaux défis pour les conduites, les compresseurs, les joints, les pipelines, les vannes, la technologie de mesure, etc. Ces challenges affectent, par exemple, le risque de fuites et d'explosions, et la détermination du pouvoir calorifique.
Dans cette optique, les opérateurs de réseaux de gaz et les fournisseurs de gaz se demandent quel impact cela aura sur les performances de leurs débitmètres de gaz.
La question de l'adaptation de son réseau se pose aussi, afin d'avoir des équipements adaptés, fiables et performants, pour la mesure du débit et le comptage de l'hydrogène.
Le FLOWSIC600-XT de SICK mesure l'hydrogène de manière fiable
L'équipe FLOWSIC du site de Dresde de SICK a la réponse : "En collaboration avec les experts de l'organisme de classification DNV SE, nous avons testé l'effet de l'hydrogène ajouté sur la technologie ultrasonique de nos appareils : Les appareils existants mesurent déjà le gaz naturel contenant de l'hydrogène de manière aussi fiable et stable que le gaz naturel sans hydrogène", explique Daniel Heinig, chef de produit stratégique. "L'appareil peut compenser toute incertitude de mesure - même dans les mélanges contenant jusqu'à 10 % d'hydrogène".
SICK a même une solution pour une teneur en hydrogène plus élevée, jusqu'à 30 % : "Nous avons développé une nouvelle sonde à ultrasons qui peut déjà être installée en option dans la famille de produits FLOWSIC600-XT. Cette sonde convient à un large éventail d'applications et peut mesurer de manière très fiable et précise sur une plage encore plus large", déclare le développeur du produit, Thomas Hegewald.
Ceci a également été confirmé par les résultats d'un test public indépendant réalisé par des partenaires industriels et en collaboration avec le DNV SE. Les appareils FLOWSIC déjà installés peuvent d'ailleurs être équipés ultérieurement de la nouvelle sonde.
Le Flowsic600XT est désormais disponible pour le comptage transactionnel de gaz naturel en mélange avec l’hydrogène jusqu’à 30%, un nouveau certificat d’examen de type établi par le PTB le confirme.
SICK va encore plus loin : le Gas Quality Indicator
Un défi majeur à venir pour les opérateurs de réseau de gaz naturel : la variation de plus en plus importante de la composition du gaz. En effet, l’injection de gaz renouvelables dans les réseaux a déjà commencé : le biométhane par exemple, l’hydrogène avec des caractéristiques très différentes du gaz naturel.
Comment s’assurer en tout point du réseau d’une homogénéité de ces mélanges et connaître la proportion d’hydrogène ?
Pour cela SICK a développé le Gas Quality Indicator, basé sur la technologie ultrasons. Plusieurs essais sur site ont montré des résultats très satisfaisants, avec une précision de l’ordre de 1,5% sur la mesure de concentration en hydrogène dans le gaz naturel. Cette solution a en plus l’avantage de ne pas nécessiter d’instrument de mesure supplémentaire et de fournir une mesure continue, contrairement aux technologies traditionnelles comme la chromatographie gazeuse.
L’objectif de SICK est maintenant d’atteindre les exigences de mesure de débit de qualité transactionnelle pour de l’hydrogène à 100%.
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