Energia verde nelle reti gas: FLOWSIC continua a misurare in modo stabile

Si stanno prospettando per la rete del gas naturale, impieghi a maggiore sostenibilità ambientale e molto promettenti. Gli operatori delle reti gas possono sfruttare questa opportunità, iniettando nelle reti esistenti idrogeno prodotto da energia rinnovabile, trasportandolo e conservandolo. La tecnologia a ultrasuoni di SICK, nonostante la variazione della composizione del gas, è in grado di eseguire misurazioni comunque stabili. Anche gli impianti Power-to-Gas sfruttano queste potenzialità.

Il bisogno di energia continua a essere elevato e, nei prossimi anni, aumenterà a livello mondiale. Affinché l’approvvigionamento energetico possa essere ancora garantito, un mix intelligente di energie deve essere in grado di coprire le nuove necessità. Si valuta che, in questo mix, la parte di gas naturale aumenterà più del 30%. La sua quota, attualmente, è pari a circa il 22%. L'energia rinnovabile generata da vento, acqua, sole e biomassa, è una priorità nell'attuale dibattito sul clima, nonostante alcuni problemi di approvvigionamento. La produzione di energia, infatti, oscilla a causa delle differenti condizioni meteorologiche e le quantità da trasportare non sono calcolabili. Inoltre, attualmente, non sono disponibili sufficienti depositi per l’energia in eccedenza provenienti dagli impianti solari ed eolici. Un modo per superare il problema potrebbe essere quello di trasformare l’energia a impatto climatico zero in gas a zero emissioni di CO2. Nel processo Power-to-Gas, l'energia verde viene trasformata tramite elettrolisi in un gas immagazzinabile, ad esempio in idrogeno. Altri gas immagazzinabili sono il metano o il gas naturale sintetico. L’idrogeno verde è sfruttato anche dai produttori di celle a combustione, mentre i veicoli a gas naturale si muovono con modalità eco-compatibili.

Fornitura di energia con idrogeno

La tecnologia Power-to-Gas è eco-compatibile ed è un prodotto dell’industria energetica, esattamente come l’idrogeno ottenuto a zero emissioni di CO2. Questo idrogeno può essere immesso anche nelle reti del gas naturale esistenti e immagazzinato. Possono essere utilizzate, in quest’ottica, le infrastrutture per il gas esistenti. L’energia verde ottenuta aggiungendo l’idrogeno al gas naturale sarà utilizzata in modo economicamente efficace e disponibile in quantità sufficienti in ogni momento. Team di ricerca nell’Unione Europea e in Asia stanno esaminando quanto sia sicuro l’approvvigionamento nella rete gas esistente senza, in linea di principio, causare conseguenze sugli utilizzatori. Le procedure saranno ottimizzate e sviluppate ulteriormente. Si ritiene, attualmente, che sia possibile aggiungere idrogeno al gas naturale in una percentuale compresa tra il 5% e il 25%. Si sta esaminando anche la sicurezza negli impianti esistenti in caso di perdite, la tollerabilità dei materiali delle tubazioni e dei componenti meccanici, le regolamentazioni per la protezione dalle esplosioni e, infine, come possa essere determinato e gestito il potere calorifico.

I misuratori di portata gas

Le caratteristiche del gas naturale, se vi si aggiunge dell’idrogeno, cambiano in modo significativo. Taluni operatori delle reti gas, di conseguenza, si chiedono se queste modifiche si ripercuotano negativamente sulle capacità di misurazione dei misuratori di portata gas. Ulteriori oneri, in un’epoca di risparmi sui costi, devono essere evitati. “Ovviamente, in caso di iniezione di idrogeno, gli strumenti di misurazione già installati nelle reti gas dovrebbero continuare a funzionare”, sottolinea Jörg Wenzel, Head of Product Marketing Services di SICK. “Per questo motivo abbiamo osservato attentamente gli effetti dell’aumento di idrogeno aggiunto alla tecnologia a ultrasuoni e testato i misuratori di portata gas FLOWSIC per questo nuovo requisito. Posso confermare che i misuratori di portata a ultrasuoni di SICK misurano il gas naturale contenente idrogeno. Le incertezze di misurazione che derivano dall’aggiunta di idrogeno fino al 10% sono trascurabili o sono compensate da FLOWSIC.“

FLOWSIC misura in modo stabile. Che cosa significa questo con esattezza?

I componenti dei misuratori di portata gas di SICK resistono al gas naturale contenente idrogeno: lo sono le custodie della parte elettronica e le parti a contatto con il gas, quali sensori a ultrasuoni, O-ring, raddrizzatori di flusso, tappi e protezioni. Ciò risulta dalle verifiche dell’Istituto Federale per la Ricerca e il Collaudo dei Materiali (BAM). La viscosità, la differente densità del gas aggiunto e la nuova portata e velocità del suono non influenzano l’affidabilità e la qualità dei risultati della misurazione del misuratore di portata gas FLOWSIC. Inoltre, non è necessaria una nuova taratura se si immette in rete fino al 10% in volume di idrogeno. Dati simili sono stati pubblicati in un rapporto tecnico sulla rivista gwf Gas + Energie del maggio 2013. Con una miscela del 20% di idrogeno, la velocità del suono verosimilmente aumenta del 10%. Tale variazione rilevata dal FLOWSIC, consente al gestore di riconoscere prontamente cosa sta succedendo nel suo impianto.

Protezione dalle esplosioni

L’idrogeno ha un’altra infiammabilità specifica rispetto al gas naturale e appartiene al gruppo esplosivo IIC; rispetto alla misurazione del gas naturale le specifiche della strumentazione devono rispettare requisiti più restrittivi. Nella misurazione del gas naturale sono sufficienti gli strumenti idonei per il gruppo esplosivo IIA. E’ stato esaminato dall’Istituto Federale per la Ricerca e il Collaudo dei Materiali (BAM) - nella sua relazione “Caratteristiche tecniche di sicurezza di miscele di gas naturale-idrogeno” del settembre 2016 -, come l’aggiunta di idrogeno al gas naturale si ripercuota sulle caratteristiche esplosive e sui requisiti del gruppo di esplosione. Secondo l' Associazione Tedesca del Gas e dell'Acqua (DVGW) si lavora al perfezionamento delle regole. La nuova regolamentazione ha lo scopo di regolamentare l'aumento dell’immissione di idrogeno nella rete del gas naturale portandola al 20% di volume. Dalle pubblicazioni attuali, è possibile evincere che l’elettronica e i sensori a ultrasuoni dei misuratori di portata gas FLOWSIC600 e FLOWSIC600-XT di SICK installati, con una miscela di gas naturale contenente il 10% di volume di idrogeno, soddisfano i requisiti di protezione dalle esplosioni. Non è necessario apportare modifiche.

Con impegno e all'avanguardia 

Nel settore vengono attualmente citati valori limite molto diversi per l’aggiunta di idrogeno al gas naturale. Arrivano fino al 25% di volume. Appare chiaro che la percentuale di idrogeno è destinata ad aumentare nei prossimi anni. La velocità con cui ciò avverrà dipende sicuramente anche dalla velocità degli investimenti e dai progressi nello sviluppo delle tecnologie Power-to-Gas. SICK continuerà a esaminare le capacità prestazionali dei suoi dispositivi di misurazione a ultrasuoni, in presenza di percentuali di idrogeno superiori al 25% di volume e, se necessario, adatterà i misuratori di portata gas. Gli operatori degli impianti a gas - e di quelli Power-to-Gas - potranno pertanto continuare a fidarsi delle precise misure fiscali di SICK.

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