El futuro de las redes de gas natural se perfila prometedor y más respetuoso con el medio ambiente. Las empresas explotadoras de redes de gas pueden seguir esta tendencia añadiendo, transportando y almacenando hidrógeno proveniente de energías regenerativas en las redes de gas existentes, sin necesidad de invertir en nuevos caudalímetros de gas FLOWSIC. Las mediciones de la tecnología ultrasónica de SICK en las infraestructuras de gas siguen siendo estables a pesar de las variaciones en las propiedades del gas. También las instalaciones "Power to gas" se benefician de la calidad de medición.
Energía verde en la red de gas: las mediciones de FLOWSIC siguen siendo estables
20-jul-2020
El consumo de energía se mantiene elevado y se espera que incluso aumente en los próximos años en todo el mundo. Para que el suministro de energía siga estando asegurado, una mezcla de energía inteligente debe cubrir las necesidades. En esta mezcla se estima que el porcentaje de gas natural aumentará a una tercera parte. Actualmente su porcentaje está en torno al 22%. Las energías renovables obtenidas del viento, el agua, el sol o la biomasa gozan de carácter preferente en el debate climático actual, pese a que puedan existir problemas en cuanto al suministro. Estos problemas se deben a las variaciones en la generación de corriente por los cambios en las condiciones climáticas, por lo que el volumen transportado no puede calcularse. Además, actualmente no existe la capacidad de acumulación suficiente para el exceso de corriente generado por las plantas solares y eólicas. La solución a este problema puede estar en la conversión de esta corriente obtenida por medios ecológicos en gas libre de CO2. En el proceso de conversión de electricidad en gas, la energía eléctrica obtenida por medios ecológicos se transforma, a través de la electrólisis, en un gas que pueda almacenarse, como el hidrógeno. Otros gases almacenables son el metano o el gas natural sintético. Del hidrógeno ecológico se benefician también los fabricantes de pilas de combustible, y los vehículos movidos por gas natural son respetuosos con el entorno.
Suministro de energía con hidrógeno
La tecnología "Power to gas" tiene el potencial de protección del medio ambiente y se utiliza en el sector energético al igual que el hidrógeno obtenido sin CO2. Este hidrógeno puede también añadirse y almacenarse en redes de gas natural existentes. Las infraestructuras de gas disponibles son perfectamente válidas para ello. El gas natural así mezclado se considera una energía verde, puede utilizarse de forma eficiente y está disponible en volumen suficiente para el aprovechamiento de las redes actuales. Equipos de investigación en la Unión Europea y en Asia están trabajando para determinar cuán seguro es el suministro en las redes de gas natural existentes sin sobrecargar los puntos de consumo de gas. Los pasos para este proceso se están desarrollando y optimizando. Actualmente se considera factible una adición de hidrógeno al gas natural en un abanico entre el 5% y el 25% como máximo. También se está investigando la protección frente a posibles fugas en las plantas existentes, la compatibilidad del material de las tuberías y válvulas, las normas de protección contra explosiones y, por último, la cuestión de cómo calcular y gestionar su poder calorífico.
Observado en el caudalímetro de gas
Es evidente que las propiedades del gas natural varían notablemente cuando se le añade hidrógeno. Algunas empresas explotadoras de gas se preguntan si esta variación puede repercutir negativamente en la capacidad de medición de sus caudalímetros de gas. En especial cuando toca ahorrar, los costes adicionales son zona prohibida. "Por supuesto que para la alimentación de hidrógeno deberían funcionar los equipos de medición ya instalados en las redes de gas", asevera Jörg Wenzel, jefe de Product Marketing Services de SICK. "Por ese motivo hemos estudiado detenidamente la elevada adición de hidrógeno en la tecnología ultrasónica y hemos probado que nuestros caudalímetros de gas FLOWSIC son aptos para ello. Puedo confirmar que los caudalímetros de gas ultrasónicos de SICK miden el gas natural con mezcla de hidrógeno. Las incertidumbres de medición que pueden llegar al 10% al añadir hidrógeno, el FLOWSIC las compensa automáticamente.“
Las mediciones de FLOWSIC son estables, ¿qué quiere decir esto exactamente?
Los caudalímetros de gas de SICK son resistentes frente al gas natural con contenido en hidrógeno: carcasas electrónicas, adaptadores electrónicos y las piezas que entren en contacto con medios como sondas de ultrasonidos, juntas tóricas, condicionadores de caudal, tapones y tubos de protección. Este es el resultado de la investigación del Instituto federal alemán para la investigación y comprobación de materiales (BAM). Los cambios en densidad y viscosidad de la mezcla de gases, así como el aumento en la velocidad del flujo del sonido, no afectan a la fiabilidad y la calidad de los resultados de medición de los caudalímetros de gas FLOWSIC. Si durante la medición de gas se detecta una reducción en la velocidad de flujo, es probable que se produzca una variación del valor de medida de hasta un uno por ciento con una adición de hidrógeno del 20%. Con una adición de hasta el 10% de hidrógeno no es necesario realizar una recalibración. Datos similares se publicaron en un informe técnico en la revista "gwf Gas + Energie" en mayo de 2013. Con una adición de 20% de hidrógeno, la probabilidad de aumento de la velocidad del sonido está en torno al 10%. De esta forma se conoce el volumen de adición de hidrógeno en el gas natural y el responsable de la instalación está informado sobre la disponibilidad de la misma.
Explosiones
El hidrógeno tiene una capacidad de explosión específica y distinta a la del gas natural, pertenece al grupo de explosivos IIC con unos requisitos sobre combustibles más exigentes que los de las mediciones de gas natural. En las mediciones de gas natural se aplica el grupo explosivo IIA. Las consecuencias que tiene la adición de hidrógeno al gas natural en el comportamiento explosivo y en los requisitos del grupo explosivo han sido publicados por el Instituto federal para la investigación y comprobación de materiales (BAM) en su informe "Características técnicas de seguridad de las mezclas de gas natural e hidrógeno" en septiembre de 2016. Según expone la DVGW (Asociación alemana del gas y el agua), se está trabajando actualmente en la redacción de la normativa. Se espera que la nueva normativa contemple la ampliación de la adición de hidrógeno a la red de gas natural en un 20%. De las publicaciones actuales se puede deducir que la electrónica y los sensores de ultrasonido de los caudalímetros de gas instalados por SICK FLOWSIC600 y FLOWSIC600-XT cumplen con las normas de protección contra explosiones para una mezcla de gas natural con hasta un 10% de hidrógeno. No es necesario realizar ninguna corrección.
Un gran compromiso con una gran visión
En la industria se debaten hoy día distintos valores límite para la adición de hidrógeno al gas natural. Estos valores llegan hasta el 25% de volumen de hidrógeno. Parece claro que el porcentaje de hidrógeno aumentará en los años próximos. La velocidad a la que aumente dependerá seguramente también de la capacidad de inversión y de los avances de desarrollo de las tecnologías Power to gas. SICK continua investigando la capacidad de medición de sus equipos de medición por ultrasonido con porcentajes de hidrógeno por encima del 25% para adaptar sus caudalímetros de gas cuando sea necesario. Así pues, las empresas explotadoras de plantas de gas podrán seguir confiando en la medición calibrada y precisa del caudal de gas realizada por SICK. Y las de instalaciones Power to gas, también.
Otras contribuciones:
Más gas para la transición energética
Medición segura de las concentraciones de hidrocarburos
Medición de gas y de polvo: establecer límites a las explosiones
Jörg Wenzel
Head of Product Marketing Services Flow Measurement
Desde 2011, Jörg Wenzel es responsable en SICK del sector de dispositivos de medición de caudal y contadores de gas, entre otras cosas, como director de grupo Gestión de productos. Desde 2016, es responsable del marketing para este sector. Junto con su equipo y la Dirección de productos, trabaja de manera competente en el posicionamiento en el mercado de nuevos productos y soluciones innovadoras.
