Sla tegenwoordig de krant open of zet de tv aan, en de kans is groot dat het gaat over de energietransitie en de reductie van CO2. Voor bedrijven en overheden is het een voortdurende zoektocht hoe zij de CO2-footprint het beste kunnen verlagen. Dit kan door op zoek te gaan naar een nieuwe vorm van energie en/of het reduceren van de CO2-uitstoot.

New Energies noemen we de energiebronnen die in plaats van traditionele fossiele brandstoffen (olie, gas, kolen) gebruikt worden. Voorwaarde is dat deze een lagere CO2-footprint en/of CO2-uitstoot hebben dan de traditionele. Waar het bij particulier gebruik nog veelal blijft bij zonnepanelen en warmtepompen, worden er bij bedrijven onderzoeken en enorme investeringen gedaan om te bepalen hoe ze het beste CO2-reductienormen kunnen halen. Bedrijven kunnen ervoor kiezen om hun energiebronnen ‘groener’ te maken en/of het geproduceerde CO2 te verminderen en/of af te vangen. Meestal betreft het een combinatie van deze maatregelen.

Bij Carbon Capture Storage (CCS) wordt CO2 afgevangen en opgeslagen. Bij Carbon Captur Utilization (CCU) wordt CO2 omgezet naar een andere (brand)stof.

Meten is essentieel

Om aan de Europese subsidieregels te voldoen is het belangrijk dat bij transport van CO2 het gas zuiver is. Verder is het belangrijk dat er niet te veel stoffen in de gascompositie zitten die schadelijk zijn voor het leidingnetwerk. Te veel water, ammoniak of waterstofsulfide in de CO2 leidt bijvoorbeeld tot corrosie. Meten is dus essentieel.

Endress+Hauser beschikt over verschillende meettoepassingen voor het meten van hoeveelheden materiaal in een leiding of tank. Met behulp van optische meettechnieken is het mogelijk om kwaliteitsmetingen (TDLAS) en compositieanalyses (RAMAN spectroscopy) uit te voeren.

Bij TDLAS wordt gebruik gemaakt van een laser waarbij de golflengte en kalibratie nauwkeurig is afgestemd op de gewenste analyseparameter (H2O, H2S of NH3) en de gascompositie (H2, LNG, CO2, Biomethaan). De TDLAS van Endress+Hauser is beproefd in de olie & gasindustrie en wordt wereldwijd (onshore en offshore) veelal toegepast voor de analyse van water (H2O) en waterstofsulfide (H2S) in aardgas en biogas met een installed base van meer dan 10.000 TDLAS analyzers.

Voordelen TDLAS

• Snel (4Hz)

• Betrouwbaar

• Robuust

Belangrijk! Het gas komt bij de TDLAS niet in direct contact met de laser en detector waardoor er geen vervuiling op kan treden op de meetgevoelige onderdelen zoals dat wel het geval is bij alternatieve analysetechnieken. De TDLAS is daardoor uitermate geschikt voor situaties waar men verzekert wil zijn van een snelle en betrouwbare meting en waar nagenoeg geen onderhoud wenselijk is (onbemand).

Toepassingen TDLAS:

• CCSU: analyse van H2O, H2S en NH3 in puur CO2

• Waterstof: H2 dat uit een elektrolyser komt mag max. 2 ppmv water bevatten. De J22 TDLAS analyzer meet in een range van 0 tot 5 ppmv.

• LNG: H2S meting met de TDLAS voor de veiligheid van de mensen en het leidingnetwerk

• Biomethaan: betrouwbare meting omdat de TDLAS niet in direct contact staat met het te meten gas  

Raman Spectroscopie is een analysetechniek waarbij er een laser gebruikt wordt met een vaste golflengte (532nm, 785nm of 1000nm). Alle moleculen hebben van nature karakteristieke vibraties en rotaties. Wanneer het laserlicht de moleculen raakt wordt het merendeel van de fotonen ongewijzigd (Rayleigh scattering) teruggekaatst in dezelfde golflengte als het gestuurd is. Echter een (klein) deel van de fotonen worden door het molecuul in golflengte gewijzigd doordat ze, afhankelijk van het molecuul, een klein beetje energie toevoegen of afsnoepen van het foton (Raman scattering) en terugkaatsen. De golflengte en dus de kleur wordt dan verandert en elke molecuul doet dat heel specifiek.

De Rayleigh scattering zegt niks over het molecuul en wordt weggefilterd voor het de CCD detector bereikt en alleen de Raman gescatterde fotonen worden doorgelaten. Aan de hand van de Raman scattering kan er een identificatie en kwantificatie gemaakt worden van de samenstelling van het monster. Dit kan de compositie van LNG, Amine (beiden vloeistoffen), of fuel gas (mix van waterstof en aardgas) zijn.

Toepassingen RAMAN spectroscopy:

•             CCSU: inline analyse van de kwaliteit van amines en CO2 capaciteit in scrubbers

•             LNG: realtime monitoring van de energetische waarde gedurende de gehele custody transfer 

Fuel gases: met Raman de waterstof- natural gas compositie bepalen

Voor turbines wordt doorgaans aardgas gebruikt. Door de wereldwijde druk om te vergroenen kan er overwogen worden om deze fossiele feed (aardgas) te vervangen of te vermengen met waterstof. Om waterstof te vermengen met aardgas is het belangrijk om inzicht te krijgen in de compositie van het gasmengsel om de turbines zo optimaal mogelijk te laten werken. Deze compositie is belangrijk om de turbine met de juiste (optimale) energetische waarde te voeden. Er kunnen enorme besparingen behaald worden wanneer de turbines efficiënt draaien.

Voordelen Raman t.o.v. gas chromatograaf

• Raman is een inline meting

• Realtime meting gascompositie