sistemas de hidrógeno

Normalización Sistemas de Hidrógeno

Standardization Hydrogen Systems

July 2021 José Luis APREA

H2V RN

Comité Técnico ISO TC 197

ALCANCE Normalización en el campo de los sistemas y dispositivos para la producción, almacenaje, transporte, medida y utilización del hidrógeno en todas sus formas.

H2 WORLD

Créditos: U.S. DOE

El Comité Técnico ISO TC 197 contribuye con los siguientes ODS

Austria Brasil

Egipto Hong Kong

Hungría Irlanda

Irán Israel

Polonia Portugal

Serbia Sri Lanka Tailandia

Turquía

Alemania Argentina Australia Bélgica Canadá China Corea Dinamarca España Finlandia Francia Holanda India Italia Japón Nueva Zelandia Noruega Rusia Rumania Suecia Suiza Ucrania Reino Unido Estados Unidos República Checa

MEMBERS P O

ISO TC 197

25 14


Actualmente el TC 197 de ISO cubre en su alcance la Normalización en el campo de los sistemas y dispositivos para la producción, almacenaje, transporte, medida y utilización del hidrógeno existiendo una serie de 14 grupos de trabajo activos a nivel global.

Secretariado: SCC (Standard Council Canada) Países miembros Participantes: 25 Alemania, Argentina, Australia, Bélgica, Canadá, China, Dinamarca, España, Estados Unidos de América, Federación Rusa, Francia, Finlandia, Holanda, India, Italia, Japón, Noruega, Nueva Zelandia, República Checa, República de Corea, Reino Unido, Rumania, Ucrania, Suiza y Suecia Países miembros Observadores: 14 Austria, Brasil, Egipto, Hong Kong, Hungría, Irlanda, Israel, Polonia, Portugal, República Islámica de Irán, Serbia, Sri Lanka, Tailandia y Turquía

En Argentina la normalización es cubierta por IRAM


La Normalización en los sistemas del hidrógeno al igual que en todos los temas susceptibles de normalización exige la obtención de consensos técnicos en un marco de respeto de todos los actores, transparencia y comportamiento ético.



La creación del TC 197 local en Argentina para la normalización en los sistemas del hidrógeno fue promovida por la

Asociación Argentina del Hidrógeno (AAH) a instancias de lo cual Argentina se constituyó como Miembro plenario desde fines de 1997



Primer Plenario ISO TC 197 en el Hemisferio Sur

Buenos Aires – Argentina - 1998

H2

By APREA - 2019

Armonizar los métodos de ensayo y los criterios de calidad para el uso

del H2 en todas sus formas.

Necesidad de Normalización

OBJETIVOS

Asegurar la protección del medio ambiente de los daños inaceptables vinculados a producir y

usar el hidrógeno.

NACIMIENTO

By APREA - 2021

¿Qué es ISO?

La Organización Internacional de Estandarización (ISO) es una Asociación Legal cuyos miembros son los Organismos Nacionales de Estandarización, (National Standard Bodies - NSB) de más de 165 países (organizaciones que representan los intereses sociales y económicos a nivel internacional), apoyados por un Secretariado General ubicado en Ginebra, Suiza.

ISA / ISO

By APREA - 2021

HISTORIA

La normalización internacional comienza con la International Electrotechnical Commission (IEC) creada en 1906.

La International Federation of the National Standardizing Associations (ISA), establecida en 1926 fue pionera en otras áreas, especialmente en ingeniería mecánica.

ISA cesó sus actividades en 1942.

HEADQUARTERS

By APREA - 2021

ISO

El Comité Técnico ISO/TC 197 fue creado en Suiza por la Organización Internacional de Estandarización (ISO) en 1990 con el objeto de desarrollar normas en el campo de los sistemas y dispositivos de producción, almacenaje, transporte, medida y uso del hidrógeno.

En 1992 el secretariado fue transferido de Suiza al Standards Council Canada donde fue presidido por el recordado Dr. Tapan Bose.

Actualmente el Dr. Andrei Tchouvelev cumple función de chairperson, siendo Zheng Jinyang el vice-chair para países en desarrollo.

ISO / TC 197

By APREA - 2019

ORIGEN

IRAM es el representante de Argentina en:

ISO International Organization for Standardization

COPANT Comisión Panamericana de Normas Técnicas

AMN Asociación MERCOSUR de Normalización

IRAM By APREA - 2019

IRAM By APREA - 2019

www.iram.org.ar Perú 552/6

C1068AAB / Buenos Aires

República Argentina

IRAM – ISO Proceso de normalización

Grupos de trabajo ISO TC 197

Grupo Título

ISO/TC 197/WG 05 Gaseous H2 land vehicle refueling connection devices

ISO/TC 197/WG 15 Gaseous H2 - Cylinders and tubes for stationary storage

ISO/TC 197/WG 18 Gaseous hydrogen land vehicle fuel tanks and TPRDs

ISO/TC 197/WG 19 Gaseous hydrogen fueling station dispensers

ISO/TC 197/WG 21 Gaseous hydrogen fueling station compressors

ISO/TC 197/WG 22 Gaseous hydrogen fueling station hoses

ISO/TC 197/WG 23 Gaseous hydrogen fueling station fittings

Grupos de trabajo ISO TC 197

Grupo Título

ISO/TC 197/WG 24 Gaseous H2 fueling stations - General requirements

ISO/TC 197/WG 27 Hydrogen fuel quality

ISO/TC 197/WG 28 Hydrogen quality control

ISO/TC 197/WG 29 Basic considerations for the safety of hydrogen systems

ISO/TC 197/WG 31 O-Rings

ISO/TC 197 /WG32 Hydrogen generators using water electrolysis

ISO/TC 197 /WG 33 Sampling for fuel quality analysis

Normalización ISO TC 197

Garantizar seguridad al implementar normas consensuadas para minimizar riesgos evitables a las personas y bienes a un nivel aceptable. Eliminar barreras al comercio internacional y simplificar el arduo proceso regulatorio con normas específicas de hidrógeno que permitan una pronta implementación de las tecnologías emergentes. Controlar la variedad al permitir la selección del número y tipos óptimos de productos, procesos y servicios para cumplir con las necesidades. Armonizar métodos de ensayo y criterios de calidad para el uso del hidrógeno en todas sus formas. Asegurar protección del medio ambiente de un daño inaceptable debido a la operación y efectos de los productos, procesos y servicios ligados al hidrógeno

OB

JE

TIV

OS

Normas publicadas ISO TC 197

Grupo Título

ISO 13984:1999 Liquid hydrogen – Land vehicle fuelling system interface

ISO 13985:2006 Liquid hydrogen – Land vehicle fuel tank

ISO 14687:2019 Hydrogen fuel Quality – Product Specification

IRAM ISO 14687 Hidrógeno combustible – Especificaciones de producto

IRAM ISO/TR 15916: 2004

Consideraciones básicas de seguridad para sistemas de hidrógeno

ISO 15916:2015

Basic considerations for the safety of hydrogen systems

Parte 1


Grupo Título

ISO 16110-1:2007

Hydrogen generators using fuel processing technologies –Part 1: Safety

ISO 16110-2:2010

Hydrogen generators using fuel processing technologies - Part 2: Test methods for performance

ISO 16111:2018 Transportable gas storage devices – Hydrogen absorbed in reversible metal hydride

ISO 17268:2020 Gaseous hydrogen land vehicle refuelling connection devices

ISO/19880-1:2020 Gaseous hydrogen – Fuelling stations – Part 1: General requirements

ISO 19880-3: 2018

Gaseous hydrogen – Fuelling stations – Part 3: Valves

Parte 2


Grupo Título

ISO 19880-8 2019 Gaseous hydrogen – Fuelling stations – Part 5: Fuel Quality Control

ISO 19881:2018 Gaseous hydrogen -- Land vehicle fuel containers

ISO 19882: 2018

Gaseous hydrogen – Thermally activated pressure relief devices for compressed hydrogen vehicle fuel containers

ISO/TS 19883:2017 Safety of pressure swing adsorption systems for hydrogen separation and purification

ISO 22734:2019 Hydrogen generators using water electrolysis — Industrial, commercial, and residential applications

ISO 26142:2010

Hydrogen detection apparatus – Stationary applications

Parte 3

La normalización se lleva a cabo a través de comités de expertos y requiere de consensos técnicos en un marco de transparencia y ética. Internacionalmente la tarea se concreta en ISO, mientrás que en Argentina es a través de IRAM

CO

NC

LU

SIO

NES




H2V RN

Primer elemento

Hidrógeno

Protio - Protium

UN 1049

CAS 1333-74-0

HIDRÓGENO GAS INFLAMABLE

APREA 2012

Origen IRAM – ISO/TR 15916

Este reporte técnico proporciona guías para el uso del hidrógeno en sus formas gaseosa y líquida. Identifica asuntos de seguridad básica y riesgos, y describe las propiedades del hidrógeno que son relevantes para la seguridad. Int. Convener: Ulrich Schmidtchen

Local Convener: José Luis Aprea

ISO TR 15916: 2004

Technical Report

By APREA - 2008

Consideraciones Básicas para la Seguridad

de los Sistemas de Hidrógeno

Generalmente el público no está familiarizado con

los sistemas industriales de hidrógeno, ni tiene

experiencia alguna con los nuevos sistemas de

hidrógeno actualmente en desarrollo. El enfoque de

este Reporte Técnico es sobre las nuevas

aplicaciones energéticas.

Este reporte técnico proporciona guías para el uso

del hidrógeno en sus formas gaseosa y líquida.

Identifica asuntos de seguridad básica y riesgos, y

describe las propiedades del hidrógeno que son

relevantes para la seguridad.

ISO TR 15916: 2015 Consideraciones Básicas para la Seguridad


Standard ISO/TR 15916

Este reporte técnico proporciona guías para el uso del hidrógeno en sus formas gaseosa y líquida. Identifica asuntos de seguridad básica y riesgos, y describe las propiedades del hidrógeno que son relevantes para la seguridad. Idioma: Inglés

ISO TR 15916: 2015

Technical Report

By APREA - 2019

Consideraciones Básicas para la Seguridad


2015

Up Date: 2021

REVISION

2015

ISO 19880-1 Diagrama de carga de Hidrógeno

ISO 19880-X: 2020

Regulador de presión

PEM

fuel cell power system

Suministro de H2 Sistema de integración FCPS Puntos de muestreo (Sampling)

Suministro por camiones (Líquido)

Suministro por cañería (pipeline)

Suministro por cilindros o trailers

Fuel processing

system

Electrolizador

Almacenaje (buffer)

Utilities + Materia Prima (gas natural, electricidad, agua, etc.)

Almacenaje de H2 líquido Bombas criogénicas

Vaporización

Subsistemas de suministro y utilización de Hidrógeno

Producción de hidrógeno Distribución y entrega Sistema de carga

Componentes Fuel Cells Fuel Cells Sistema Surtidor

INFRAESTRUCTURA DE SUMINISTRO

VEHÍCULO DE TRANSPORTE

SUBSISTEMAS

Generalmente el hidrógeno se ha comercializado por

mucho tiempo siguiendo cada fabricante sus propias

reglas y especificaciones dando lugar a confusiones en

cuanto a su calidad. Por ello esta norma define los

diferentes tipos y grados para cada una de las

aplicaciones del hidrógeno, los parámetros que definen

su calidad y los métodos de análisis para su monitoreo.

Esta norma internacional especifica las características

mínimas de calidad del combustible hidrógeno tal como

es distribuido o generado localmente para su

utilización vehicular o estacionaria.

ISO 14687:2019 Calidad de Combustible Hidrógeno

Especificación de producto

Se debe comprender el proceso y los requerimientos de calidad que se necesitan. Por ejemplo, las aplicaciones comerciales de celdas de combustibles (PEM FC) son prácticamente inmunes al nitrógeno que se comporta como un inerte y sólo puede diluir, pero la presencia de trazas de CO pueden resultar perjudiciales. Por el contrario para industria de semiconductores se requiere gas hidrógeno como carrier de gases reactivos de extrema alta pureza y prácticamente Zero N2. Esto significa que especificar la pureza % no basta.

COMPRENDER

QUALITY

Especificación de Hidrógeno según ISO 14687

Tipos de hidrógeno combustible y sus aplicaciones NEW ISO 14687

Fuel Tipo Gr. Aplicaciones Pureza Gaseoso I A Toda aplicación para el transporte y uso

residencial/enseres, excepto fuel cells 98,0

I B Combustible industrial para uso por ejemplo en generación de potencia o como fuente de calor

99,90

I C Sistemas de soporte en tierra de aeronaves y vehículos espaciales

99,995

I D Celdas de combustible para vehículos 99,97

I E Celdas de combustible estacionarias

Categoría 1 50,0

Categoría 2 50,0

Categoría 3 99,9

Líquido II C Sistemas de propulsión de a bordo de aeronaves y vehículos espaciales y requerimientos de energía eléctrica y vehículos terrestres, excepto fuel cells

99,995

II D Celdas de combustible para el transporte 99,97

Slush III Sistemas de propulsión de a bordo de aeronaves y vehículos espaciales

99,995

La pureza está expresada como fracción molar mínima (Total Hydrogen Index)

Niveles de impurezas en diferentes tipos de hidrógeno

Características Tipo I Grado E Categoría 1 Grado D

Hydrogen fuel index (Fracción molar mínima) 50 % 99,97 % Otros gases (Fracción molar máxima) 50 % 0,03%

Componentes individuales Hidrocarburos totales 10 μmol/mol 2 μmol/mol

Oxígeno (O2) 200 μmol/mol 50 μmol/mol N2, Ar, He 50 % 400 μmol/mol

Dióxido de carbono (CO2) - 2 μmol/mol Monóxido de carbono (CO) 10 μmol/mol 0,2 μmol/mol

Compuestos de azufre 0,004 μmol/mol 0,004 μmol/mol Formaldehído (HCHO) 3,0 μmol/mol 0,01 μmol/mol

Ácido fórmico (HCOOH) 10 μmol/mol 0,2 μmol/mol Amoníaco (NH3) 0,1 μmol/mol 0,1 μmol/mol

Compuestos halogenados 0,05 μmol/mol 0,05 μmol/mol Concentración particulados 1 mg/kg 1 μg/L

Máximo diámetro de partículas 75 μm 10 μm

Especificación de Hidrógeno en Argentina según ISO 14687

Técnicas de detección de contaminantes

ACRO Método de análisis Especies

GC Gas Chromatography CO - Hc

IR Infra Red NH3

CRDS Cavity ring-down spectroscopy CO

GC-PHID GC with Pulsed Helium ionization detection

S

GC-SCD GC with Sulfur Chemiluminescence Detection

S

IC Ion-exchange chromatography S

FTIR Fourier Transform Infra Red CO

TDLAS Tunable diode laser absorption spectroscopy

Halógenos

Especificación de calidad – Celdas

Seguridad – Detección

Almacenaje: Tanques - Hidruros

Producción: Electrólisis - Reforming

Usos: Automóviles – Estaciones de carga

ST

AN

DA

RD

S

ST

AN

DA

RD

S

HIDRÓGENO UN 1049 - CAS 1333-74-0

H2

Si surge la necesidad, se estudian, se proponen y se

desarrollan normas específicas para nuevas tecnologías y aplicaciones del hidrógeno como HGNC, P2G, bioH2 y

HMW, entre otras.

STANDARDS

Necesidad de Normalización

NUEVOS USOS

A

El hidrógeno GRIS es producido en todo el mundo principalmente a partir del reformado de gas natural u otros hidrocarburos con emisión de carbono

El hidrógeno AZUL puede producirse por reformado de gas natural y captura de CO2 o mediante electrólisis usando fuentes no renovables

El hidrógeno VERDE se genera a partir de la electrólisis del agua usando energía eléctrica proveniente de fuentes renovables como viento o sol

APREA 21

H2

Electrolysis

Certificate Power

Power Grid

Ejemplo: Power to Gas

Certificate Gas

Power Industry Mobility Heating Power

3 Industry Mobility Heating

Renewable hydrogen

CO2 SNG CH4,Bio

Series IRAM – ISO

Convergencia de mercados de energía y gas

By APREA - 2019

La normalización de las tecnologías del hidrógeno permite eliminar barreras comerciales, acelera la implementación y la hace más económica y segura Conocer las normas y reglamentos no basta, lo más importante es cumplirlas y hacerlas cumplir

CO

NC

LU

SIO

NES




H2V RN

FIN

[email protected]

sistemas de hidrógeno

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