Waterstof is het sleutelelement voor een groenere economie. In vrijwel geen enkele industrie is momenteel zoveel ontwikkeling en dynamiek merkbaar als op het terrein van waterstof. Wereldwijd worden onderzoeken, proeven en tests uitgevoerd. Welke technologie uiteindelijk ook de overhand krijgt, één ding staat nu al vast: betrouwbare meettechnologie is essentieel in waterstofprocessen. De meetinstrumenten van VEGA leveren nu al een belangrijke bijdrage aan de veilige omgang met waterstof.
In dit interview belichten VEGA's productmanagers Stefan Kaspar en Robin Müller de belangrijkste aspecten van waterstof, illustreren ze de vele mogelijke toepassingen van de sensoren voor niveau, schakelniveau en druk en kijken ze vooruit naar een opwindende toekomst.
Robin Müller:
Waterstof is een verbazingwekkend element. Als het wordt gegenereerd met elektriciteit uit hernieuwbare energie, is het een groene energiedrager. Wanneer deze energie vrijkomt, ontstaat als 'afvalproduct' alleen water - geen schadelijke uitstoot voor het milieu. De hele keten - van de productie tot het verbruik - kan volledig CO2-neutraal worden gerealiseerd. Waterstof heeft dan ook enorme potentie.
Stefan Kaspar:
Waterstof wordt al heel lang gebruikt. In de chemische industrie fungeert het bijvoorbeeld al vele jaren als precursor en als tussenproduct. Tot nu toe werd het meestal gegenereerd door stoomreforming van fossiele brandstoffen zoals aardgas - daarom wordt het ook wel grijze waterstof genoemd, omdat er tijdens het proces ook grote hoeveelheden CO2 worden geproduceerd. Maar in de context van klimaatverandering en het tegengaan daarvan wordt groene waterstof, die wordt geproduceerd uit hernieuwbare energie, steeds belangrijker. Dit zou ook de CO2-voetafdruk van energie-intensieve processen, zoals die in staalfabrieken en raffinaderijen, aanzienlijk kunnen terugdringen.
Robin Müller:
Groene waterstof is erg duur, omdat de productie ervan momenteel nog relatief kostbaar is. Het is daarom heel erg belangrijk dat processen efficiënt, veilig en vooral verliesvrij verlopen. Van de productie en het transport tot het gebruik zorgt meettechniek er mede voor dat er zo min mogelijk van het waardevolle energiegoud verloren gaat.
Stefan Kaspar:
In de gehele waardeketen van waterstof zorgen sensoren voor niveau en druk voor veilige processen. Een goed voorbeeld is de alkaline elektrolyser, waar op veel punten een nauwkeurige meting nodig is. Betrouwbare niveau- en drukgegevens zijn vrijwel overal nodig - in opslagtanks voor de elektrolyt, in de water- en zuurstofleidingen, in de compressor en ten slotte in de tussenopslagtank, waar waterstof in gasvorm aanwezig is.
Robin Müller:
Of het nu gaat om niveau, schakelniveau, verschildruk of drukbewaking: onze meettechniek is cruciaal voor de efficiëntie van de processen met waterstof.
Robin Müller:
Diffusie is natuurlijk altijd een probleem bij waterstof. En ook waterstofbrosheid is iets om rekening mee te houden, vooral bij hoge druk en hoge temperaturen. Onze meettechniek is ontworpen met beide aspecten in gedachten: met resistente roestvaste staalsoorten zoals 316L en diffusiedichte hogedrukaansluitingen voldoen de sensoren aan de speciale vereisten en hebben een uitstekende langetermijnstabiliteit.
Stefan Kaspar:
We bieden onze metalen drukmeetcellen ook aan met goud- en goud-rhodiumcoatings. Een betere bescherming tegen diffusie is er eenvoudigweg niet.
Stefan Kaspar:
Agressieve media, hoge drukken, extreme temperaturen of zuurstof- en waterstofbedekking: onze meettechniek moet al deze uitdagingen aankunnen. En dat doet het ook. Voor de niveaumeting in waterstoftoepassingen is onder andere veel vraag naar de VEGAFLEX-sensoren en de VEGAPULS 6X. Deze sensoren meten ook media met een lage diëlektrische constante en zijn gemakkelijk te reinigen. Dit is vooral belangrijk op plaatsen waar de sensoren worden toegepast in een zuurstofatmosfeer, bijvoorbeeld in een elektrolyser. Ze voldoen aan de wereldwijd normen ASTM G93 en EIGA 33/18.
Robin Müller:
Bij drukmeting worden afhankelijk van de toepassing verschillende instrumenten ingezet. Twee voorbeelden: de VEGABAR 83 met droge DMS-meetcel zorgt bij hoge procesdrukken tot 1000 bar voor langdurig stabiele metingen. De VEGABAR 82 is met zijn olievrije keramische meetcel ook bestand tegen agressieve media zoals kaliumhydroxide en dankzij de hoge overbelastbaarheid is het precies de juiste sensor voor veel processen in de waterstofproductie.
Stefan Kaspar:
Waterstof kan samen met zuurstof een explosief mengsel vormen. Toch zijn de productie en het transport van waterstof veel minder gevaarlijk dan algemeen wordt gedacht. Elektrolysers hebben luchtafvoersystemen die waterstof - mocht het per ongeluk weglekken - naar buiten afvoeren, zodat er niet meteen een explosieve waterstof-zuurstofconcentratie ontstaat. Desalniettemin: bij de omgang met waterstof heeft veiligheid de hoogste prioriteit. Onze sensoren voor deze toepassingen hebben daarom Ex- en SIL-kwalificaties.
Stefan Kaspar:
Er lopen momenteel veel spannende projecten en het is afwachten welke technologieën uiteindelijk echt de overhand zullen krijgen. De sectoren en industrieën die nu al met waterstof werken, zoals de chemische industrie en de staalindustrie, lopen daarbij voorop. Veel bedrijven zijn momenteel bezig met het bouwen van hun eigen elektrolysers om daarmee eerste ervaringen op te doen. Maar op dit moment kunnen ze slechts aan een klein deel van de vraag voldoen. Ook zijn er over de hele wereld nationale subsidieprojecten. Het zal interessant zijn om te zien welke ontwikkelingen zich voordoen in sectoren waar waterstof nog niet op grote schaal wordt gebruikt - bijvoorbeeld de transportindustrie. Waterstof heeft een groot potentieel als drijfgas voor vrachtwagens of treinen.
Robin Müller:
Ook zijn er nog veel vragen over internationale toeleveringsketens in de waterstofeconomie. Hoe komt de waterstof, die wordt geproduceerd in landen met veel hernieuwbare energie zoals windenergie en zonne-energie, in andere delen van de wereld terecht? Is de waterstof voor transport vloeibaar of wordt het omgezet in ammoniak, e-brandstoffen of methanol? De antwoorden op die vragen zullen mogelijk pas over tien tot twintig jaar kunnen worden gegeven. Maar één ding is nu al zeker: onze meettechniek kan het aan.