Toepassingen in de waterstofindustrie

Het doel is om veiligheid te garanderen voor alle toepassingen en alle mogelijke kwalificatieniveaus – van gekwalificeerd, opgeleid vakpersoneel bij de productie van waterstof tot de eindgebruiker bij het tankstation. 

Er is sprake van functionele veiligheid wanneer de veiligheid afhangt van de correcte werking van een besturingssysteem. Detectietechnologieën in combinatie met een veilige controletechnologie spelen daarom een belangrijke rol bij het veilige gebruik van waterstof om schade en ongevallen te voorkomen.

Deze toepassingen variëren van de waterstofproductie in elektrolysers of stoomreformers tot de toepasbaarheid van waterstof in bijvoorbeeld tankstations voor waterstof en waterstofverbruik in brandstofcellen, motoren en branders.

Industrial Security beschrijft de bescherming van productie- en industrie-installaties tegen (on)opzettelijke manipulatie. Industrial Security houdt zich dus bezig met de beveiliging van besturingsnetwerken in productie- en industrie-installaties voor fabrieksautomatisering en procesbesturing.

Een waterstofgerelateerd voorbeeld is remote access tot een waterstofproductiesysteem om de status ervan te controleren. Deze verbinding moet beveiligd worden zodra deze verbinding op afstand de besturing of wijziging van het veiligheidsrelevante deel van het systeem mogelijk maakt. Zonder beveiliging bestaat de mogelijkheid dat iemand zonder toestemming het systeem wijzigt en mogelijk een gevaarlijke toestand veroorzaakt.

Met Identification and Access Management (I.A.M.) beschermt u uw gegevens en uw medewerkers in dezelfde mate. Van de authenticatie van gebruikers tot gegevens- en netwerkbeveiliging – wij geven u graag advies! 

Voor waterstofelektrolysers is de norm ISO 22734:2019 Waterstofgeneratoren door waterelektrolyse – industriële, commerciële en huishoudelijke toepassingen het referentiedocument voor veiligheid. Deze norm bevat veiligheidseisen en bijbehorende testmethoden voor alle onderdelen en materialen. 

Veiligheidsfuncties bij elektrolysers:

• Noodstop
• Spanningsbewaking
• Stroombewaking
• Lekdetectie
• Gasdetectie
• Vlammen-/brandmelding

De detectie van gassen en vlammen is verplicht om de juiste veiligheidsmaatregelen te kunnen nemen zoals ontluchten of de toegang tot de ruimte verhinderen. 

De afwezigheid van een constante stroombron kan een extra veiligheidsprobleem vormen (cross-overfenomeen). Daarom kan een storing in het elektrische deel – spanning of stroom – tot een mogelijk explosiegevaar leiden.

De installatie en exploitatie van een waterstoftankstation (HRS) wordt door de lokale autoriteiten goedgekeurd en is onderworpen aan toezicht door nationale of regionale wetgeving. De norm ISO 19880-1:2020 Gasvormige waterstof – Tankstations – Deel 1: Algemene vereisten bevat een methodologie om de veiligheid van tankstations te garanderen. Deze norm vereist maatregelen om het brand- en explosiegevaar te beperken. Een risicobeoordeling van het hele station is verplicht.

Een HRS bestaat uit hogedrukcomponenten zoals compressoren, kleppen, leidingen en drukaccumulatoren. Daarnaast is er het koelsysteem en de waterstoftoevoer, zoals dispensers met een druk van 350 of 700 bar en temperaturen van het door de dispenser afgegeven gas tot -40 graden Celsius (233,15 Kelvin).

Veiligheidsfuncties bij waterstoftankstations:

• Noodstop
• Lekdetectie
• Gasdetectie
• Vlammen-/brandmelding
• Drukbewaking, hellingbewaking
• Temperatuurbewaking, hellingbewaking

In de norm ISO 16110-1:2007: waterstofgeneratoren die gebruikmaken van brandstofbehandelingstechnologieën – Deel 1: veiligheidsnorm worden alle essentiële gevaren (EMC, elektrische aspecten, hogedrukaspecten, preventie van explosies enz.) met betrekking tot de veiligheid van de waterstofproductie uit fossiele brandstoffen zoals stoomreforming uitgelegd.

Het belangrijkste proces om waterstof te produceren uit koolstofhoudende energiebronnen en water, is momenteel stoomreforming. Aardgas is momenteel de belangrijkste grondstof, maar ook methanol, biogas of biomassa kunnen als grondstof worden gebruikt. Dit proces vereist hoge temperaturen, die worden bereikt met behulp van gasbranders. 

Veiligheidsfuncties:

• Noodstop
• Brandermanagement
• Lekdetectie
• Gasdetectie
• Vlammen-/brandmelding
• Drukbewaking
• Temperatuurbewaking

De veilige besturingen PNOZmulti 2 of PSS 4000 kunnen zowel de besturing van het branderbeheersysteem als de veiligheidsbewaking van het proces overnemen. Zo worden bijvoorbeeld temperaturen en hoge druk veilig bewaakt en geregeld om onverwachte situaties die een gevaar zouden kunnen vormen te voorkomen.

Bij gebruik van 100% waterstof of mengsels van gasvormige koolwaterstofbrandstoffen, zoals aardgas, met waterstof als brandstof in gasbranders, zijn de bestaande normen voor branders met gasvormige brandstoffen van toepassing.

De volgende normen zijn bijvoorbeeld van toepassing:

• EN 298
• IEC/UL 60730-2-5 voor branderbesturing
• EN 676 voor gasbranders 
• ISO 13577 voor industriële ovens (gasvormige brandstoffen) 

Deze normen maken onderscheid tussen gasvormige, vloeibare en vaste brandstoffen, maar er is geen onderscheid tussen specifieke gassen binnen de groep gasvormige brandstoffen. Dit betekent dat de bestaande normen ook van toepassing zijn op waterstof.

Het branderbeheersysteem PNOZmulti 2 is 100% klaar voor de verbranding van waterstof of mengsels van gasvormige koolwaterstofbrandstoffen.