Vedyn energiakäytön turvallisuus opetuslaitteistossa

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin vedyn energiakäytön turvallisuutta pienlaitteistossa. Tutkimus keskittyi Centria-ammattikorkeakoulun Ylivieskan toimipisteelle hankittavaan vetyelektrolyyseri-polttokennolaitteistoon. Työn tavoitteena oli selvittää vedyn tuotantoon, varastointiin ja käyttöön liittyviä turvallisuusnäkökohtia sekä niihin sovellettavaa lainsäädäntöä. Tietoperustassa käsiteltiin vedyn ominaisuuksia ja tuotantomenetelmiä, kuten elektrolyysiä, varastointitapoja sekä polttokennotekniikkaa. Työssä tarkasteltiin kemikaali-, ATEX- ja painelaitelainsäädännön vaatimuksia sekä niiden soveltamista pienimuotoiseen opetuslaitteistoon.

Tutkimusmenetelmänä käytettiin kirjallisuuskatsausta, jossa analysoitiin vedyn turvalliseen käsittelyyn liittyviä tekijöitä ja lainsäädännön vaatimuksia. Tuloksena todettiin, että vaikka opetuslaitteistossa varastoitavan vedyn määrä on pieni, sen fysikaaliset ominaisuudet edellyttävät ATEX-lainsäädännön mukaista räjähdysvaaran arviointia ja räjähdyssuojausasiakirjan laatimista. Painelaitelainsäädäntö soveltuu järjestelmään sen paineen ja tilavuuden perusteella. Johtopäätöksenä todettiin, että vedyn turvallinen käyttö edellyttää sen ominaisuuksien ja lainsäädännön tuntemista. Työ tarjoaa arvokasta tietoa vedyn energiakäytön turvallisuudesta opetuskäytössä ja soveltuu myös muille vastaavia laitteistoja suunnitteleville tahoille.

This thesis examined the safety of hydrogen energy use in small-scale systems, focusing on the hydrogen electrolyser-fuel cell system to be acquired for the Centria University of Applied Sciences Ylivieska campus. The objective was to investigate safety aspects related to hydrogen production, storage and use, as well as applicable legislation. The theoretical framework addressed hydrogen properties, production methods such as electrolysis, storage methods and fuel cell technology. The study examined the requirements of chemical, ATEX and pressure equipment legislation and their application to a small-scale educational system.

The research method involved a literature review analysing factors related to safe handling of hydrogen and legislative requirements. The results indicated that although the amount of hydrogen stored in the educational system is small, its physical properties require an explosion risk assessment according to ATEX legislation and preparation of an explosion protection document. Pressure equipment legislation applies to the system based on its pressure and volume. In conclusion, the safe use of hydrogen requires knowledge of its properties and legislation. This work provides valuable information on the safety of hydrogen energy use in educational applications and is also suitable for other actors designing similar systems.