L'idrogeno nel gas naturale: un'applicazione critica per la sicurezza

Perché il passaggio al 20% di iniezione di idrogeno richiederà un'attenzione ancora maggiore alla sicurezza 

"L'idrogeno è fondamentale per raggiungere le emissioni nette zero perché può ridurre di 80 gigatonnellate le emissioni di CO2 entro il 2050". È quanto afferma l'Hydrogen Council, che ha pubblicato il rapporto ‘Hydrogen for Net Zero’. L'Hydrogen Council non è l'unico ente che auspica una rapida diffusione dell'uso dell'idrogeno: governi, ambientalisti, ONG e industria stanno lavorando per sostituire il consumo di combustibili fossili con l'idrogeno come alternativa verde. Attualmente, una parte significativa dell'idrogeno che produciamo è generata dal gas naturale, utilizzando un processo di reforming a vapore del metano. Si tratta del cosiddetto "idrogeno grigio". Se i sottoprodotti di anidride carbonica di questo processo vengono catturati e immagazzinati in modo sicuro, allora è considerato carbon neutral e il prodotto finale è denominato "idrogeno blu". Il vero "idrogeno verde" deve essere prodotto utilizzando fonti di energia rinnovabile e un processo di elettrolisi.

Gran parte dell'attenzione si è concentrata, comprensibilmente, su come saremo in grado di generare e distribuire l'idrogeno su larga scala e quali applicazioni rappresentano il miglior potenziale. Tuttavia, ciò solleva un'altra considerazione altrettanto importante: la necessità di aumentare l'uso dell'idrogeno in modo efficiente e redditizio, mantenendo - o, preferibilmente, migliorando - gli standard di sicurezza.

Volatilità dell'idrogeno

Sebbene l'idrogeno sia utilizzato da molti anni come gas di processo industriale, il suo impiego come combustibile per i trasporti, la produzione di energia elettrica e il gas domestico è relativamente recente. In particolare, quando viene immesso nella rete del gas naturale, può creare diversi problemi potenziali. Tra questi:

Rischio di esplosioneL'idrogeno è un gas volatile, inodore e incolore, difficile da rilevare senza strumenti specializzati.

Infragilimento delle superfici metalliche in tubazioni, compressori, ecc. Il gas può ridurre la duttilità alla trazione di alcuni metalli, causando la formazione di fratture da stress, con il pericolo di perdite.

Penetrazione delle guarnizioni in elastomero L'idrogeno è una molecola piccola, che può penetrare le guarnizioni in elastomero ampiamente utilizzate nelle apparecchiature delle tubazioni. Se la pressione viene rilasciata, le molecole di idrogeno possono espandersi, aumentando il rischio di fughe di gas.

Efficienza di processo Una miscelazione errata di idrogeno e gas naturale può influire sull'efficienza di combustione delle turbine a gas, aumentando i costi e creando potenziali rischi per la sicurezza.

La buona notizia è che tutti questi problemi sono noti e possono essere risolti utilizzando materiali e tecnologie di gestione adeguati. In particolare, è fondamentale il monitoraggio in linea delle condizioni di processo durante la produzione, la distribuzione e la combustione. Ciò include una serie di parametri, tra cui la misurazione delle tracce di umidità è uno dei più importanti. Essa svolge un ruolo fondamentale nel mantenimento della qualità del gas, garantendo l'efficienza e la sicurezza del sistema e supportando la conformità sia ai requisiti commerciali che agli standard normativi.

Analizzatori del punto di rugiada per il monitoraggio dell'idrogeno 

Esistono varie tecnologie per misurare il punto di rugiada degli idrocarburi e dell'acqua; alcune sono in uso da molti anni in forme diverse. Tuttavia, non tutti gli analizzatori del punto di rugiada sono adatti al monitoraggio dell'iniezione di idrogeno nel gas naturale, soprattutto per quanto riguarda la certificazione di sicurezza elettrica.

Rispetto al gas naturale, l'idrogeno ha un intervallo di infiammabilità più ampio quando è miscelato con l'aria. Inoltre, richiede un'energia significativamente inferiore per la combustione: solo 0,02 milli-joule (mJ), ovvero meno del 10% dell'energia necessaria per accendere il gas naturale (0,29 mJ). In alcune circostanze, anche una scarica statica può essere sufficiente per accendere una miscela di idrogeno e aria.  A differenza dei tradizionali impianti a gas naturale, è fondamentale che tutte le apparecchiature elettriche utilizzate in un ambiente in cui può essere presente idrogeno abbiano un elevato livello di sicurezza antideflagrante. Non tutte le apparecchiature elettriche, compresi i sistemi di analisi, attualmente installate nei siti di gas naturale sono conformi ai requisiti di sicurezza antideflagrante (Ex) per l'idrogeno. 

È quindi importante selezionare con cura le apparecchiature. I nostri ultimi analizzatori del punto di rugiada degli idrocarburi Michell Instruments, ad esempio, sono certificati Ex per l'uso in ambienti con idrogeno senza necessità di modifiche; questi includono applicazioni con gas naturale con un contenuto di idrogeno almeno del 20%. Forniscono risultati estremamente accurati, ripetibili e coerenti e sono certificati secondo le norme ATEX, IECEx, UKEX e NEC505.

La gamma comprende:

Analizzatore di umidità residua con calibrazione automatica - Michell QMA401

Analizzatore di umidità di processo - Michell QMA601 Misurazione rapida dell'umidità con autocalibrazione

I modelli QMA401 e QMA601 con sistema a microbilancia al quarzo

Analizzatore del punto di rugiada Condumax – Michell CD603

Tester portatile del punto di rugiada – Michell CDP301

Gli strumenti a specchio raffreddato Condumax CD603 e CDP301 

Siamo leader mondiali nel monitoraggio e nella misurazione dell'umidità. Disponiamo di otto diverse tecnologie che coprono tutte le applicazioni relative all'umidità, supportate da un'assistenza tecnica e un'assistenza clienti senza pari. Per saperne di più, contatta oggi stesso uno dei nostri specialisti di applicazione oggi stesso