Vedyn käsittely vaatii turvallisuusosaamista – Elomaticin vahvuutena pitkä kokemus prosessiteollisuudesta
Vetyhankkeissa turvallisuus otetaan huomioon jo aivan suunnittelun ensivaiheessa. Turvallisuuden suunnittelu edellyttää kemiallisten ja fysikaalisten prosessien monipuolista tuntemusta.
Vetyä käsitellään teollisuudessa jo nyt, mutta lähivuosina tulemme näkemään mittakaavamuutoksen: esimerkiksi vedyn tuotantolaitosten määrä ja vedyn varastointimäärät kasvavat, mikä vaikuttaa turvallisuuteen ja sen suunnitteluun.
Kun teollisuuslaitoksessa käsitellään vetyä, on prosessien turvallisuus suunniteltava hyvin tarkkaan. Vety on helposti syttyvä kaasu ja sen käsittely vaatii erityistä huomiota. Lisäksi vety vuotaa herkästi ja se voi aiheuttaa materiaalin haurastumista.
Tekninen turvallisuus vetyhankkeissa liittyy räjähdysturvallisuuteen ja sen hallintaan, kemikaali-, ympäristö- ja työturvallisuuteen, laitteiden ja koneiden omiin turvallisuusvaatimuksiin sekä materiaalivalintoihin.
Edelläkävijöinä vetyturvallisuuden suunnittelussa
Erilaisia turvallisuuteen liittyviä seurattavia lainkohtia on vedyn ominaispiirteiden takia kymmeniä. Turvallisuuden osa-alueiden suunnittelu laitoksen eri vaiheisiin, rakentamisen, käyttöönoton ja operointivaiheen aikana, alkaa heti hankkeen alkumetreillä yhdessä muiden suunnittelualojen kanssa.
Elomaticin asiantuntijat ovat saaneet konkreettista vetyturvallisuuden suunnittelun kokemusta Green North Energyn ammoniakkilaitoksen suunnitteluprojektissa.
Ensimmäisen laitoksen suunnittelu aloitettiin perustamisvuonna konseptisuunnittelulla, jota jatkettiin laajamittaisella perussuunnitteluvaiheella. Tällä hetkellä Elomatic toimii Green North Energyn suunnittelukumppanina tarjoamalla Owner’s Engineer palveluita tukemaan hankkeen eri vaiheiden onnistunutta toteutusta.
Vihreän ammoniakin tuotantolaitoksen suunnitteluun liittyy paljon vetytaloudelle tyypillistä turvallisuussuunnittelua. Teimme useita seurausanalyysejä, joissa mallinsimme onnettomuusskenaarioiden vaikutusta ympäristöön. Tällöin TUKES (Turvallisuus- ja kemikaalivirasto) ohjeistuksia ei vielä ollut olemassa. Olimme itse aktiivisia hankkeen turvallisuussuunnittelun alkumetreillä ja TUKES kommentoi näkemyksiämme.
Mia Manninen, Consulting Engineer, Elomatic
Vuonna 2024 syntyi TUKESin Vedyn käsittelyn ja varastoinnin turvallisuus -opas koko toimialalle, jonka avulla kaikki vetytalouden toimijat voivat huomioida vedyn erityispiirteet turvallisuussuunnittelussaan.
Turvallisuus alkaa suunnittelupöydältä
Vetyhankkeiden turvallisuuden suunnittelu alkaa riskinanalyyseillä. Vetyhankkeet kuuluvat kemikaalilainsäädännön alaisuuteen, jolloin turvallisuuden ja suojauksen vaatimukset ovat laajempia kuin monien muiden teollisuusprosessien.
Elomaticilla on Suomen laajin teknisen laskennan osasto, jonka osaamista hyödynnetään eri toimialoilla ja asiakastoimeksiantojen lisäksi myös Elomaticin omien meriteollisuuden tuotteiden kehityksessä. Mannisen mukaan Elomaticilla on pitkä teollinen kokemus mallintamisesta ja laskennasta: ”Seurausanalyysejä määritettäessä tunnistamme riskianalyyseissä mahdollisten onnettomuuksien alkusyyt ja mallinnamme mahdolliset seuraukset.”
Turvallisuus ja hankkeen muu suunnittelu kulkevat yhdessä hankinnasta rakentamiseen, asennukseen ja käyttövaiheeseen. Turvallisuutta ei voi liimata päälle jälkikäteen.
Erilaisia onnettomuusskenaarioita voidaan mallintaa virtauslaskennan avulla, jolloin varmistetaan, että suunnitelmat täyttävät vaadittavat turvallisuusstandardit.
”Kun laitteet ja muut materiaalit on valittu, hankinta varmistaa, että kaikki on suunnittelun ja tilauksen mukaista ja lopulta varmistetaan, että laitteet on asennettu kuten on suunniteltu,” Manninen kuvailee.
Asiakkaan aiempi kokemus ja osaaminen määrittää, kuinka paljon tietoa ja opastusta tarvitaan.
Turvallisuusmäärittelyt pitää aina tehdä huolellisesti ja alusta alkaen. Joissakin hankkeissa olemme mukana suunnittelusta alkaen vielä käyttöönoton jälkeen koko laitoksen elinkaaren ajan.
Eero Rauvola, Projektipäällikkö, Elomatic
Asiakasvaatimusten lisäksi EU:n sisälläkin saattaa olla erilaisia vaatimuksia turvallisuuden suhteen. Prosessiteollisuuden asiakas tuntee jo toimintaympäristön, toisaalta vihreän siirtymän hanketoimija voi olla täysin uusien prosessien edessä. Uudet toimijat eivät välttämättä ymmärrä vaaroja ja vaatimuksia, joita kemikaalien käsittelystä ja varastoinnista aiheutuu.
”EU:n sisällä ohjaus vetyhankkeiden turvallisuuteen tulee EU-direktiivien kautta. Lisäksi jokaisella maalla on oma lainsäädäntönsä ja kansallisia linjauksia. Myös ilmasto-olosuhteet vaikuttavat. Esimerkiksi materiaalivalinnoissa pohjoisen olosuhteet voivat asettaa omat vaatimuksensa. Huollettavuus ja käytettävyys pitää taata ympäri vuoden säästä huolimatta,” Rauvola kuvailee.
Käyttöönotosta elinkaaren hallintaan
Tärkeä vaihe turvallisuuden varmistamisessa on käyttöönotto. Se on ainutkertainen vaihe rakentamisen, asentamisen ja käytön välimaastossa. Kun tehdas on käytössä, prosessit ovat toistuvia, mutta käyttöönotossa niitä toteutetaan ensimmäistä kertaa.
Jo suunnitteluvaiheessa määritellään teollisuuslaitoksen käyttöturvallisuus. Laitoksen käyttövaiheessa turvallisuuden osalta huolehditaan operatiivisista asioista, kuten työohjeista ja johtamisjärjestelmästä. Hyvä turvallisuussuunnittelu takaa luotettavan operoinnin.
Elomaticin omassa tuoteperheessä on käytössä digitaalisen kaksosen suunnittelumalli, jonka avulla jo suunnitteluvaiheessa voidaan edesauttaa laitoksen kunnossapitoa koko sen elinkaaren ajan.
Digitaalinen kaksonen on myös erinomainen apu laitoksen työntekijöiden koulutuksessa. Voimme sen avulla kouluttaa henkilöstöä laitoksen käynnissäpitoon ja esimerkiksi jonkin laitteen turvalliseen purkuun ylläpitotoimenpiteiden aikana.
Mia Manninen, Consulting Engineer, Elomatic
Hyväksyttävyys ja vuorovaikutus vetyhankkeissa
Sijainti on aina ollut keskeinen tekijä teollisuuslaitoksen suunnittelussa. Vanhoja teollisuusalueita pyritään hyödyntämään sijoittumisessa, mutta vetyhankkeissa on erityisesti huomioitava muu ympäröivä teollisuus ja sen erityispiirteet. Hankkeen hyväksyttävyyttä auttaa, kun ollaan alueella, jolla jo on teollisuutta.
”Meillä on laaja kokemus prosessiteollisuudesta ja ymmärrämme, mitä riskejä vetyhankkeen tuominen aiheuttaa mahdollisesti muille teollisuuslaitoksille ja niiden toiminnalle kyseisellä alueella. Suomessa on läpinäkyvä teollisten hankkeiden luvitusprosessi. Tietoa hankkeesta on kenen tahansa saatavilla, mikä lisää hankkeen hyväksyttävyyttä” Eero Rauvola korostaa.
Rehellisyys ja avoimuus ovat eduksi, kun kyseessä on uusi teknologia, josta naapureilla ja muilla sidosryhmillä ei ole omaa kokemusta. Kun mielipiteitä on paljon, faktojen ja tiedon jakaminen on olennaista.
On tärkeää, että pystymme osoittamaan faktoilla, laskelmilla ja analyyseillä laitoksen turvallisuuden, siihen vaikuttavat tekijät ja että siitä osataan myös viestiä ulospäin. Haluamme osoittaa, että turvallisuus on alusta asti huomioitu kaikin mahdollisin tavoin.
Mia Manninen, Consulting Engineer, Elomatic
Turvallisuus nähdään joskus myös kustannusasiana. Elomaticilla turvallisuus on ymmärretty keskeisenä osana laitossuunnittelua.
”Turvallisuus ei ole ainoastaan kustannuksia lisäävä asia. Turvallinen laitos on toimiva laitos ja toimiva laitos on tuottava laitos”, Rauvola kiteyttää.
Ota yhteyttä
Kari Räsänen
Vice President, Power-to-X & Hydrogen Business
Haluatko tietää lisää?
Kehitystyö ja innovointi avainasemassa vetytalouden rakentumisessa
Juuri nyt energian tuotanto, varastointi ja käyttö ovat asettumassa uuteen järjestykseen ja vetytalouden toimiala on muodostumassa. Käynnissä oleva murros vaatii laaja-alaista teollisuusprosessien ymmärtämistä ja ketterää teknologioiden soveltamista. Elomaticilla on yli 50 vuoden kokemus teollisuuden eri aloilta ja näyttöä löytyy myös vetyhankkeiden kehittämisestä. Koko vetytalouden arvoketjun tuntemus, vahva teknologiaosaaminen sekä innovointikyky ja ratkaisuhakuisuus ovat Elomaticin vahvuuksia vetytalouden ja P2X-ratkaisujen edistäjänä.
Turn safety into your competitive edge in the green transition: Consequence analysis for hydrogen and ammonia containment loss scenarios
Hydrogen and ammonia are playing an increasingly vital role across various industries, particularly as energy carriers and industrial feedstocks in the green transition. However, their unique properties make safety a critical consideration in any process involving them. To effectively manage risks and mitigate potential hazards, consequence analysis is a key tool in ensuring safe and reliable processes.
Vetytalouden edelläkävijät: Elomatic suunnittelee Green North Energyn vihreän ammoniakin tuotantolaitosta
Naantalin laitoksen suunnittelu aloitettiin vuonna 2022 konseptin suunnittelulla, ja nyt meneillään on perussuunnitteluvaihe. Elomatic toimii Green North Energyn kumppanina aina laitosten valmistumiseen saakka.
Onnettomuustilanteiden simulointi auttoi ABB:tä kehittämään moottorin turvallisuutta
Elomatic tutki sähkömoottorin toimintaa onnettomuustilanteessa, jossa moottoriin pääsee vetykaasua. Simuloinnin avulla saatiin selville, millaisen paineen palava vety aiheuttaa moottoriin ja miten palon karkaaminen moottorista voidaan estää. Tulosten avulla optimoitiin moottorin mitat turvallisuusstandardien täyttämiseksi.