Mesurer le gaz naturel enrichi en hydrogène et l'hydrogène pur pour préparer l’avenir

Les débitmètres à ultrasons de SICK sont déjà capables de compter de manière fiable les mélanges de gaz naturel et d'hydrogène. L'entreprise travaille d'arrache-pied à la mise au point d'un moyen de mesurer l'hydrogène pur de manière vérifiable.

Les énergies renouvelables ont un rôle majeur à jouer dans la décarbonation. Même si le gaz naturel restera une source d'énergie importante pendant encore de nombreuses années, l'hydrogène gagne de plus en plus de terrain, notamment parce qu'il permet d'utiliser les surplus d'énergie solaire et éolienne. La crise énergétique qui a débuté en 2022 a également constitué un argument financier en faveur de l'utilisation de l'hydrogène, car les coûts de l'énergie en général sont beaucoup plus élevés, tandis que les dépenses liées aux émissions de CO2 rendent l'utilisation des combustibles fossiles de plus en plus coûteuse. "Tous les acteurs de l'industrie et de l'énergie sont soumis à une pression croissante pour agir plus rapidement ", déclare Jörg Wenzel, chef de l'unité Marketing du pôle Cleaner Industries de SICK AG.

De l'hydrogène pur en vue

SICK a une longueur d'avance à cet égard. Ses débitmètres de gaz peuvent déjà mesurer les mélanges de gaz naturel et d'hydrogène, bien que l'ajout d'hydrogène entraîne des modifications prononcées des propriétés du gaz, telles que la densité, la viscosité, l'explosivité, les débits et la vitesse du son. "Contrairement à de nombreux autres débitmètres de gaz, la technologie ultrasonique de nos appareils FLOWSIC mesure le gaz naturel contenant de l'hydrogène de manière aussi fiable et stable que le gaz naturel sans hydrogène et est capable de compenser toute incertitude dans les mesures", explique M. Wenzel. "Notre équipement est homologué pour des mélanges d'hydrogène jusqu’à 30 % ».

Parallèlement à l'ajout d'hydrogène au réseau de gaz naturel, l'utilisation d'hydrogène pur deviendra de plus en plus importante à l'avenir. Des réseaux de transport d'hydrogène sont déjà en place à des fins industrielles. Toutefois, si l'hydrogène doit être utilisé comme source d'énergie à plus grande échelle, un comptage fiscal sera nécessaire. Des solutions pour le comptage transactionnel sont déjà disponibles, mais elles impliquent des tolérances beaucoup plus élevées que le comptage fiscal, qui doit être beaucoup plus précis. C'est un défi que SICK s'est empressé de relever. Nous développons actuellement des capteurs ultrasoniques spéciaux qui seront utilisés dans les futurs compteurs de gaz pour le comptage fiscal de l'hydrogène pur ", explique M. Wenzel.

De nombreux facteurs doivent être pris en compte, dont certains attendent encore une recherche et une définition sans équivoque. Par exemple, les réseaux d'hydrogène devront répondre à des exigences particulières qui vont bien au-delà de celles applicables au réseau de gaz naturel. Ce gaz très volatil nécessite des conduites, des compresseurs, des joints et des vannes spécifiques. La classification antidéflagrante la plus stricte s'applique, et le débit sera probablement beaucoup plus élevé pour compenser le fait que le pouvoir calorifique volumétrique de l'hydrogène est inférieur à celui du gaz naturel. "Ce que cela signifie pour l'infrastructure, les composants du réseau et donc notre technologie de comptage n'est pas encore tout à fait aboutie. Cependant, nous devons tenir compte de ces facteurs dans notre travail de développement", déclare Moritz Siegfried, responsable du Product Management - Hydrogène.

VIDEO: Shaping the green and digital future with FLOWSIC gas flow meters from SICK

Pour s'assurer d'être au fait des dernières tendances, SICK participe à des projets opérationnels et de recherche internationaux qui travaillent sur de nouvelles normes, réglementations et certifications relatives à l'hydrogène. Par exemple, la manière dont les compteurs d'hydrogène doivent être étalonnés et vérifiés n'est pas encore clairement définie. Cette question est de la plus haute importance pour le fabricant d'équipements de mesure. "Notre objectif est de jouer un rôle de premier plan dans ce domaine et de collaborer avec d'autres acteurs majeurs pour apporter des réponses à ces questions", déclare M. Siegfried. En d'autres termes, il s'agit d'adopter une approche globale et généralement clairvoyante - typiquement SICK, pourrait-on dire. C'est exactement ce qu'il faut pour l'ensemble de l'équipe. "Chez SICK, nous ne nous contentons pas de prendre un dispositif que nous possédons déjà et de le réutiliser pour l'hydrogène. Au contraire, nous développons un équipement entièrement nouveau, en tenant compte de tous les facteurs nécessaires ", explique M. Wenzel. L'équipe ne s'arrêtera pas non plus à un débitmètre. "Nous envisageons la mission sous tous les angles et ne pensons pas en termes de produits, mais en termes de solutions. Outre un débitmètre vérifiable, il est également important de déterminer la pureté de l'hydrogène", ajoute Siegfried. L'objectif est de lancer un système de comptage fiscal de l'hydrogène pur d'ici 2024.

SICK fait partie de l'initiative HyInHeat

SICK est l'un des 28 membres travaillant sur la nouvelle initiative HyInHeat, qui a été imaginée en 2022 et lancée en janvier 2023. L'objectif de HyInHeat est d'établir des systèmes de combustion d'hydrogène efficaces pour décarboner les processus de chauffage et de fusion dans l'industrie de l'aluminium et de l'acier. Cela couvre l'ensemble de la chaîne de procédé, impliquant la conception de nouveaux fours et équipements tels que des brûleurs ou des systèmes d'instrumentation et de contrôle, ainsi que la modification des fours existants. Le projet est mis en œuvre dans huit fours. Il est coordonné par l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle et compte parmi ses membres ArcelorMittal (l'un des plus grands producteurs d'acier au monde), Linde et SSAB. Ce projet de 48 mois fait partie du programme Processes4Planet Research Association et bénéficie d'un financement de 18 millions d'euros de la part de l'UE.

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