Kemiska analyser avgörande för ökad gasanvändning

Energigaser är viktiga inte minst inom transportsektorn, som har som mål att vara fossiloberoende 2030. Vätgas kan till exempel användas i bränsleceller, som är en helt ren teknik med vattenånga som enda restprodukt. Biogas och biometan har också många fördelar i omställningen. Men om gasen som används inte är av rätt sammansättning eller renhet kan den orsaka driftproblem och haverier.

– Gas står för 20 procent av energin i Europa i dag, men potentialen är större. Förutom miljöaspekterna kan vi också bli mer självständiga genom att producera mer biogas och biometan i stället för att importera naturgas. Samtidigt är kemiska analyser av energigaser ett relativt nytt område som utvecklats ordentligt först de senaste tio åren, säger Karine Arrhenius, forskare på RISE som arbetar med kemiska analyser och utveckling av kvalitetssäkrad mätteknik för energigaser.

Krav på sammansättning och renhet

För varje användningsområde finns specifikationer med särskilda krav på gasens kvalitet, sammansättning och renhet. Kraven finns för att till exempel skydda hälsa eller utrustning, men också för att systemen ska fungera på ett optimalt sätt. Och för att säkerställa att gasen uppfyller kraven i specifikationerna krävs kemiska analyser och kvalitetssäkrad mätteknik.

– Det kräver i sin tur referensmaterial, kvalitetssäkrade provtagnings- och analysmetoder och standarder, säger Karine Arrhenius.

Laboratoriejämförelser viktiga för kvaliteten

En stor del av utvecklingen av dessa metoder och standarder sker i samarbete med europeiska kollegor i projekt som RISE både deltar i och koordinerar. RISE har varit med och tagit fram nya ISO-standarder som förväntas publiceras nästa år, och varit med och utvecklat en plattform med översikt över olika europeiska laboratorier som erbjuder tjänster kopplade till energigaser. RISE både deltar i och arrangerar också europeiska laboratoriejämförelser, som är viktiga för att upprätthålla kvaliteten i laboratoriet. De deltagande laboratorierna får då analysera en referensgas med en känd sammansättning och renhet. Sedan jämförs resultaten. 

– Det är det bästa sättet att visa att man har förmågan och att man är pålitlig i sina analyser. Det är också ett krav för ackreditering att delta i sådana jämförelser. Just nu organiserar vi två jämförelser, en med vätgas med 13 deltagande laboratorier, och en med biometan. 

Förutom kemiska mätningar jobbar RISE också med mätningar av gasflöde, vilket till exempel behövs för att kunna kalibrera flödesmätare på tankstationer, och med att utveckla sensorer för att kunna hantera gaserna på ett säkert sätt. Sensorerna kan användas för att utlösa larm, aktivera ventilation eller stänga av system för att förhindra brandfarliga nivåer av gaser. Vid produktion av energigaser bildas också koldioxid som man behöver ta hand om, antingen genom att lagra den (CCS, Carbon Capture and Storage) eller genom att använda den (CCUS, Carbon Capture Utilisation and Storage). 

– Man skulle till exempel kunna använda koldioxiden som produceras i växthus eller för att tillverka kolsyrad dryck. Även här finns det specifikationer som kräver kemiska analyser, säger Karine Arrhenius.

Nya frågor och problem

De flesta mätningar och analyser sker i laboratoriemiljö, men mätningar i fält förekommer också. Vissa mätningar sker "online", det vill säga medan en produktionsprocess pågår. För Karine Arrhenius innebär det en aldrig sinande ström av frågor och problem som behöver lösas.

– Vi tar fram nya analysmetoder genom ny forskning, vilket skapar nya tjänster för kunderna, nya tjänster ger nya kunder som har nya frågor. Jag har ibland undrat när det kommer en punkt då det inte finna några nya frågor, men den verkar inte komma. Det är nya gaser som ska analyseras, nya blandningar, nya standardiseringsbehov, nya metoder, säger Karine Arrhenius.