Vätgassäkerhet – En essentiell del i hela värdekedjan från tillverkning, lagring och distribution av vätgas för produktion av fossilfritt stål.

Vätgas är nyckeln för fossilfritt stål – främst då det nyttjas i direkt reducering av järnmalm till rent järn. För att kunna använda vätgas i de mängder som krävs för gruvindustrin i norra Sverige krävs tillverkning, lagring och distribution av vätgas som kan täcka hela regionens behov. Detta innebär att en storskalig infrastruktur för vätgas kommer att vara nödvändig för att producera fossilfritt stål. En viktig del av den storskaliga infrastrukturen som kommer krävas är att vätgasens egenskaper skiljer sig mot många andra energibärare. Detta kan potentiellt påverka egenskaperna för järnpellets och i slutändan stålet. Det kan också innebära en skillnad i säkerhetsnivå för anläggningarna för järn och stålproduktionen, men även för den storskaliga infrastrukturen längre uppströms i värdekedjan för produktion, distribution och lagring av vätgas. Det är inte ovanligt att säkerhetsfrågan kommer i skymundan till förmån för klimat eller ekonomiska mål. I FINAST-projektet tas säkerhetsfrågan med redan på forskningsstadiet, vilket ska ses som unikt i sammanhanget.

”Min erfarenhet av att arbeta med brandsäkerhet i byggnadsbranschen är att brandsäkerhetsfrågan många gånger behandlas sent i projekten. Det ger inlåsningseffekter och innebär många gånger dyra Ad-hoc lösningar. Detta kan fungera i byggprojekt, men troligtvis inte i storskaliga infrastrukturprojekt för vätgas. I FINAST-projektet försöker vi arbeta med säkerhetsfrågan kring vätgas redan på forskningsnivå för motverka problematik för etablering av vätgasinfrastruktur i Norrbotten” säger Lucas Andersson, Doktorand inom Vätgassäkerhet och Brandingenjör/Civilingenjör Brandteknik

Vätgas innebär en risk för gasexplosion och jetflammor

I ett scenario där utsläpp av vätgas sker kan det resultera i en gasexplosion eller en jetflamma. Det går sällan att helt eliminera sannolikheten för denna typ av olyckor, men det finns olika typer av skyddsåtgärder för att reducera konsekvenserna till tolerabla risknivåer. För att möjliggöra design av säkra anläggningar krävs modeller för att studera hur olika kombinationer av skyddsåtgärder, exempelvis brand/sprängskyddsväggar eller säkerhetsavstånd, påverkar olyckans konsekvenser.

”Det går att ta lärdom av tidigare olyckor, men eftersom vätgastekniken och tillhörande infrastruktur är ny i dessa sammanhang, och kommer ha karaktärsdrag som kan skilja sig från den som varit aktuellt i tidigare olyckor, så kommer det behövas nya konsekvensmodeller för jetflammor och gasexplosioner. Det är där vi kommer in med vår forskning.” fortsätter Michael Försth, professor inom byggkonstruktion och brand

Utveckling av nya numeriska modeller som stöd i riskanalyser av vätgasanläggningar

Genom att utveckla nya numeriska modeller med specifikt fokus på vätgasolyckor kommer konsekvensanalyser kunna utgöra ett stort stöd i riskanalyser för att bestämma om, eller vilken grad av, skyddsmetoder som krävs för att riskerna ska anses tolererbara. Modellerna utvecklas primärt med vätgasinfrastruktur i beaktning, men avses inte att begränsas till värdekedjan för fossilfritt stål utan kommer även kunna nyttjas för andra typer av vätgastillämpningar. Målet är samtidigt att utveckla så kallade open-source modeller, vilket innebär att modellerna görs tillgängliga för industrin där till exempel för brand- och riskingenjörer kan nyttja dem i vätgasprojekt. Just nu utvärderar vi befintliga konsekvensmodeller för explosioner och jetflammor för att identifiera deras potentiella brister som vi kan ta med oss in i utvecklingen av våra egna numeriska modeller. Vidare arbetar vi även med fallstudier med befintliga modeller för att få en fördjupad förståelse för deras grundläggande antaganden och därav begränsningar i vätgastillämpningar.