SENSH2GRID

Sensor technologie voor waterstof in het gasnetwerk.

Publieke samenvatting / Public summary

Aanleiding
Waterstof bijmengen in het aardgasnet draagt bij aan de verduurzaming van de Nederlandse energie consumptie. Het Nederlandse gasnet heeft grote potentie voor transport en distributie van aardgas met 0% - 100% waterstof.
Pilots in binnen- en buitenland hebben aangetoond dat hoge percentages waterstof in aardgas geen showstoppers laat zien voor de meeste eindgebruikers.
Er is echter geen kosten-effectieve technologie beschikbaar voor het meten van de samenstelling en calorische waarde van aardgas/waterstof mengsels. TNO heeft samen met Bronkhorst en netbeheerders een potentieel low-cost technologie ontwikkeld en gedemonstreerd in veldtesten voor het meten van de samenstelling van aardgas met een nauwkeurigheid beter dan 1%. Deze technologie kan worden uitgebreid voor aardgas/waterstof mengsels. De beoogde toepassingen:
• Bij het punt van invoeding in het netwerk (controle op gewenste percentage waterstof)
• In het distributienetwerk (monitoring kwaliteit, mogelijk in de toekomst verrekening van energie)
• Scheiding waterstof/aardgas (controle op kwaliteit van het uitgaande gas)
• Controle van de kwaliteit van mengsels bij industriële eindgebruikers

Doelstelling
Het uiteindelijke doel van het project is om het bijmengen van hoge concentraties waterstof in aardgas technisch en economisch meer aantrekkelijk te maken. Om op voldoende punten waterstof te kunnen bijmengen en eenzelfde niveau van leveringszekerheid en veiligheid te behouden dan nu het geval is met aardgas, is het nodig om op een groot aantal meetlocaties de kwaliteit van het gas te meten. De bestaande technologie om de kwaliteit van aardgas (al dan niet bijgemengd met waterstof) te meten vormt een belemmering qua kostprijs, omdat hiervoor een dure Gas Chromatograaf gebruikt moet worden.
Het doel van dit TKI project is om technologie te ontwikkelen waarmee op een kosten-effectieve manier en voldoende nauwkeurig de samenstelling van aardgas/waterstof mengsels kan worden gemeten, waarbij er hoge concentraties waterstof wordt bijgemengd (typisch tot 90%).
Hiermee kan de marktintroductie van waterstof worden versneld. Tevens kan de waarde van het Nederlandse gasnet ingezet worden om het gebruik van duurzame energie te faciliteren. Verder is er ook buiten Nederland behoefte aan deze technologieontwikkeling.

Korte omschrijving
In dit project zal technologie worden ontwikkeld om een prototype gassensor, in eerste instantie ontwikkeld voor het meten van aardgassamenstelling in het distributienetwerk, geschikt te maken voor het meten van de samenstelling van aardgas/waterstof mengsels.
De ontwikkeling zal zich richten op een chemische en/of fysische chip, die in combinatie met de bestaande (chemische chips) en druk- en temperatuursensoren, de samenstelling van het mengsel zal leveren. De totale sensor zal getest worden in het lab van TNO op selectiviteit, druk, temperatuur en langeduur stabiliteit. De behuizing en elektronica van de sensor moet worden ontwikkeld om het geheel geschikt te maken voor de gewenste range aan waterstofconcentraties en temperatuur- en drukbereik; deze activiteit zal Bronkhorst uitvoeren.
De gasnetbeheerders zullen een belangrijke rol hebben in het vaststellen van de specificaties voor de verschillende toepassingen. Tevens zullen zij de praktische toepasbaarheid van de ontwikkeling bewaken.


Resultaat
Het resultaat van het project is een prototype gascompositiesensor die geschikt is voor het meten van de samenstelling van aardgas/waterstof mengsels met concentraties waterstof tussen 0 en 90 vol%. Deze sensor is in het lab getest op selectiviteit, nauwkeurigheid, responstijd en temperatuur- en drukgevoeligheid. Daarnaast zal worden getest hoe nauwkeurig de sensor nog is tussen 90 en 100 vol% waterstof. De sensor is bedoeld om in een volgende fase (na dit TKI project) ingezet te worden in een veldtest waarin waterstof ingevoed wordt in het aardgasnet.