[vc_row][vc_column][vc_column_text]De productie van groene waterstof zal naar verwachting een belangrijke rol spelen in de decarbonisatie-strategie van de industrie. Diverse projecten – denk aan Hydrogen Valley, Holland Hydrogen 1, NorthH2 en HYWAY27 – moeten leiden tot een nationale waterstofinfrastructuur. Maar hoe zullen de nieuwe assets worden beheerd en onderhouden? World Class Maintenance onderzoekt in het fieldlab Hydro-Boreas hoe het snel kennis en vakmanschap kan ontwikkelen voor het beheer en de veiligheid van de snel groeiende waterstofinfrastructuur.

Evi Husson

De rol van groene waterstof zal de komende tijd nog flink groeien. ‘Het is belangrijk om ook in dit vroege stadium al aandacht aan onderhoud en beheer te besteden’, stelt Binnert de Jong. Hij refereert aan de windturbine-industrie. ‘Windparken op zee groeien qua omvang, terwijl de windturbines zelf ook steeds groter worden. Echter, het onderhoud werd niet vanaf het ontwerpproces meegenomen, wat ertoe heeft geleid dat er geen algemeen toepasbare onderhoudsstandaarden zijn. Het beheer en onderhoud kreeg niet dezelfde aandacht als de schaalvergroting. Daarom heeft World Class Maintenance destijds het fieldlab Zephyros opgericht, om de kennisachterstand in te halen en achteraf goede onderhoudsstrategieën op te zetten voor windparken op zee. Met het fieldlab Hydro-Boreas willen we al in een eerder stadium het onderhoud en beheer betrekken, zodat wellicht design for maintenance kan worden toegepast. Zodat de waterstofinstallaties straks gemakkelijk zijn te onderhouden.’

De Jong geeft als asset management consultant bij Advisian advies over onderhoud en de instandhouding van industriële installaties. Het bedrijf is lid van World Class Maintenance (WCM), het netwerk voor smart maintenance in Nederland. De Jong is projectleider van het fieldlab Hydro-Boreas.[/vc_column_text][vc_empty_space][/vc_column][/vc_row][vc_row css=”.vc_custom_1455723775392{padding-top: 20px !important;}”][vc_column][vc_column_text]

Diversiteit

Belangrijk voor een succesvol fieldlab is een diversiteit aan betrokken partijen. ‘Deelnemers zijn OEM’s, eindgebruikers, beheerders van infrastructuur, engineering en adviesbureaus, een certificeringsinstantie en onderhoudsbedrijven. Er is dus sprake van een gemêleerde groep. Vorig jaar hebben we de eerste rondetafelgesprekken gehouden om de scope van het project te bepalen, evenals de thema’s die we willen aanpakken.’
De Jong gaat dieper in op de scope. ‘Hydro-Boreas richt zich op productie-installaties van waterstof; van productie, compressie en opslag tot transport en distributie richting industriële grootverbruikers. We zullen dus geen toepassingen in de gebouwde omgeving of waterstoftankstations onder de loep nemen.’
Het fieldlab heeft vijf werkgroepen binnen het team ingericht, ieder met een eigen specialisme. ‘Een eerste werkgroep richt zich op faalmechanismen en levensduurverwachtingen. Wat kan er stuk gaan aan een installatie? Wat is de verwachte levensduur van componenten? Om de hoeveel tijd moet er bijvoorbeeld een elektrolyzer stack worden vervangen?’
De tweede werkgroep borduurt voort op deze gegevens. ‘Als we weten wat de risico’s en bedreigingen zijn, hoe kunnen we dan onverwachte storingen of defecten voorkomen? Welke onderhoudsstrategie is het meest geschikt? En welke consequenties heeft dit voor het ontwerp? Kan met behulp van design for maintenance het onderhoud worden vereenvoudigd? Op dit soort vragen willen we antwoorden vinden.’[/vc_column_text][vc_empty_space][vc_row_inner][vc_column_inner width=”1/6″][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”2/3″][vc_column_text]Binnert de Jong:

‘De werkgroep heeft al profielschetsen gemaakt waaraan technici op MBO- en HBO-niveau zouden moeten voldoen.’

[/vc_column_text][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/6″][/vc_column_inner][/vc_row_inner][/vc_column][/vc_row][vc_row css=”.vc_custom_1457084948873{padding-top: 27px !important;}”][vc_column][vc_empty_space][vc_column_text]

Competenties

Zodra je weet wat het onderhoud inhoudt, kun je ook bepalen welke competenties er nodig zijn. ‘Hier richt de derde werkgroep zich op. Deze groep is al vergevorderd en heeft bepaald welk type technici er nodig is om het onderhoud te kunnen uitvoeren. Het is bijvoorbeeld al duidelijk dat het functieprofiel veel breder zal zijn dan we nu gewend zijn. In een energiecentrale is er sprake van een operator die in de controlekamer alle processen bewaakt, buiten loopt er mogelijk een tweede operator rond die in het veld de nodige handelingen kan verrichten, terwijl bij storingen de onderhoudsorganisatie het onderhoud pleegt.’
Veel waterstofinstallaties daarentegen zullen op afstand worden bediend, stelt De Jong. ‘Dan is het wenselijk dat één of maximaal twee personen alle benodigde handelingen kunnen uitvoeren. Ze moeten de operationele competenties hebben om de installatie of een deel ervan uit bedrijf te nemen, te kunnen spoelen, ontluchten, droogleggen, isoleren en repareren. Daarnaast behoort ook het weer in gebruik nemen tot hun takenpakket. Je hebt dus technici met een multidisciplinaire achtergrond nodig. De werkgroep heeft al profielschetsen gemaakt waaraan technici op MBO- en HBO-niveau zouden moeten voldoen.’

[/vc_column_text][vc_empty_space][/vc_column][/vc_row][vc_row css=”.vc_custom_1457085618456{padding-top: 10px !important;padding-bottom: 5px !important;}”][vc_column width=”1/4″][/vc_column][vc_column width=”1/2″][vc_single_image image=”182437″ img_size=”large”][/vc_column][vc_column width=”1/4″][/vc_column][/vc_row][vc_row css=”.vc_custom_1455723775392{padding-top: 20px !important;}”][vc_column][vc_empty_space][vc_column_text]

Autonome operatie

Het vierde team gaat over autonome operatie. ‘Kleinere, decentrale waterstofinstallaties zullen naar alle waarschijnlijkheid vanuit een centrale controlekamer worden aangestuurd. Dat vergt een andere onderhoudsstrategie. Er zullen meer sensoren moeten worden toegepast om de staat van de installatie te kunnen monitoren. Ook daar wordt naar gekeken. Deze werkgroep borduurt voort op wat het WCM Fieldlab Zephyros ons heeft gebracht. De windturbines offshore opereren ook autonoom en kunnen op afstand worden gemonitord en gereset.’[/vc_column_text][vc_empty_space][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column width=”1/6″][vc_column_text][/vc_column_text][/vc_column][vc_column width=”2/3″][vc_column_text]Binnert de Jong:

‘Het succes van het fieldlab staat of valt ook met de wil van de deelnemers om hun kennis te delen.’

[/vc_column_text][/vc_column][vc_column width=”1/6″][/vc_column][/vc_row][vc_row css=”.vc_custom_1457085587568{padding-top: 36px !important;}”][vc_column][vc_empty_space][vc_column_text]

Details

In vijf subteams wordt aan bovengenoemde thema’s gewerkt. ‘Maandelijks bespreken we met het volledige team de voortgang die we met de werkgroepen maken, terwijl we eens in het kwartaal een fysieke bijeenkomst organiseren. Zo waren we in mei te gast bij EnTranCe, Centre of Expertise Energy, in Groningen. Daar wordt onder meer in een proeftuin met waterstofinstallaties onderzoek gedaan naar toepassingen van groene waterstof in een duurzame energievoorziening. Ook hier hebben we weer een aantal zaken geleerd. Er wordt in de proeftuin veel praktische ervaring opgedaan. Daaruit is onder meer gebleken dat de hardware zelf doorgaans robuust is en tegen een stootje kan. De beveiligingssystemen eromheen kunnen echter wel voor problemen zorgen.’
Aangezien waterstof erg explosief is, is het voor de veiligheid belangrijk dat waterstof zich onder geen enkele omstandigheid ergens kan verzamelen. ‘Het is daarom nodig om gebruik te maken van waterstofsensoren. Deze genereren echter regelmatig onterecht een alarm. Daarnaast is ook gebleken dat waterstofsensoren minder goed kunnen functioneren zodra ze een keer zijn blootgesteld aan waterstof. Dus zodra ze in contact zijn gekomen met waterstof, kan het nodig zijn om ze opnieuw te kalibreren of vervangen. Dat soort praktische zaken lijken mogelijk details, maar tegelijkertijd kunnen ze van grote invloed zijn op de betrouwbaarheid van de installatie. The devil is in the detail. Ook met dit soort zaken zul je in de praktijk rekening moeten houden of je krijgt te pas en te onpas te maken met storingen.’
De Jong verwijst in dat kader naar technologie voor waterstof-tankstation. ‘Via de website h2.live van h2 Mobility kun je zien welke waterstoftankstations operationeel zijn. Je zult merken dat een behoorlijk aantal ervan buiten gebruik is. Dat kan allerlei oorzaken hebben, zoals een defecte compressor of elektrolyzer. Maar ook als er in de waterstof-dispenser een minimaal lekje is of een sensor geeft een vals alarm, dan zal de hele installatie uit gebruik worden genomen. Dit kan automobilisten met een lege waterstoftank behoorlijk wat frustraties opleveren.’
Een oplossing om dit probleem te verhelpen, is een goede ventilatie. ‘Je kunt een gesloten ruimte volledig volhangen met sensoren, maar een ventilatieopening in het dak die leidt tot luchtcirculatie waardoor er geen waterstofophoping kan ontstaan, mocht er een lekje ontstaan, kan ook een oplossing zijn. Je zou het een lifehack kunnen noemen.’[/vc_column_text][vc_empty_space][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]

Living document

Het fieldlab heeft sinds de start in 2022 al flinke stappen voorwaarts gemaakt. De Jong: ‘Uiteindelijk willen we een document opstellen dat voor iedereen beschikbaar is en waarin duidelijk staat beschreven hoe je het onderhoud van een waterstofinstallatie moet aanpakken. Wat de frequentie van preventief en predictief onderhoud moet zijn en hoe je correctief onderhoud kunt inrichten. Ook het competentieprofiel moet duidelijk zijn. Maar dan ben je er nog niet. Wellicht wordt het een living document dat je om de zoveel tijd moet updaten.’
Daarnaast wil het team een database inrichten met betrekking tot de betrouwbaarheid en levensduur van componenten. ‘We voeren in de industrie vaak RAM-analyses (Reliability-Availability-Maintainability, red.) uit waarna je de installatie modelleert op basis van een reliability block diagram. Als je per onderdeel weet wat de faalkansen zijn, kun je met de Monte Carlo-simulatie (waarbij een proces herhaaldelijk wordt gesimuleerd met een willekeurige variatie van de input, red.) uitrekenen wat de verwachte beschikbaarheid is van de installatie. De kentallen die we daarvoor gebruiken – of het nu gaat om een pomp, compressor of warmtewisselaar – halen we uit een reliability database. Deze is momenteel nog niet up-to-date voor deze nog nieuwe technologie. Dit willen we de komende tijd verder verfijnen. Uiteindelijk willen we een goede basis leggen waar ook de ontwerper zijn voordeel mee kan doen. Stel dat de compressor een zwakke schakel is in de installatie, dan kun je hier meer redundantie inbouwen. Dat zijn belangrijke beslissingen.’[/vc_column_text][vc_empty_space][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]

Lange weg

Hydro-Boreas staat aan het begin van een lange weg, stelt de Jong. ‘We zijn best ambitieus in wat we willen. Het succes van het fieldlab staat of valt ook met de wil van de deelnemers om hun kennis te delen. Dat is het idee achter een fieldlab. Voor dit project is het vooral belangrijk dat we kennis uit het veld met elkaar delen om op die manier de kennis te vermeerderen. Het principe van geven en nemen is hier heel belangrijk. Per saldo worden we er allemaal beter van.’[/vc_column_text][vc_empty_space][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]Dit artikel is gepubliceerd in Petrochem 2023-03 (20/6/2023)[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]