Den pågående omställningen till fossilfria energikällor har placerat vätgas (H2) i centrum för svensk industriell utveckling. Från tunga tillverkningsprocesser till nya transportlösningar investeras det kraftigt i vätgasteknik för att minska koldioxidutsläppen. Men med denna extremt energitäta och mångsidiga gas följer specifika säkerhetsutmaningar som kräver noggrann riskhantering. Att installera ett standardiserat industrilarm är inte tillräckligt när man hanterar en gas med så unika fysikaliska egenskaper. För att upprätthålla en trygg arbetsmiljö och uppfylla gällande lagstiftning krävs en djupare förståelse för varför just vätgas kräver explosionsskyddad utrustning certifierad för den absolut säkraste kategorin – explosionsgrupp IIC.

Varför ställer grön vätgas helt nya krav på era gasvarnare?

Att övervaka vätgas skiljer sig fundamentalt från att detektera tyngre kolväten som propan eller butan. Vätgasmolekylen är den absolut minsta och lättaste i universum, vilket i praktiken ger den en extrem förmåga att tränga igenom mikroskopiska otätheter i kopplingar, ventiler och rörledningar. Denna höga läckagebenägenhet gör att riskscenarier uppstår betydligt lättare och snabbare än vid hantering av traditionell naturgas eller gasol.

När ett läckage väl inträffar uppför sig vätgas på ett sätt som kräver en helt annan placering av detektorer. Gasens extremt låga densitet gör att den stiger uppåt i mycket hög hastighet och snabbt samlas under takstrukturer, i balksystem eller i slutna hålrum. Om ventilationen är otillräcklig kan det på kort tid bildas farliga koncentrationer på platser där traditionella mätare placerade i arbetshöjd inte reagerar.

Utöver sin flyktighet har vätgas ett brännbarhetsområde som är exceptionellt brett. Det sträcker sig från 4 till hela 75 volymprocent (vol-%). Det gör att i stort sett alla blandningar av vätgas och luft är mycket lättantändliga och utgör en direkt explosionsfara. Det breda tändområdet och gasens extrema lättrörlighet gör att vätgas klassas bland de absolut mest riskfyllda och explosiva gaser som kan förekomma inom modern industri.

Vilka branscher och verksamheter omfattas av krav på ATEX-klassad utrustning?

I takt med att vätgas introduceras som energibärare och processkomponent dyker säkerhetskraven upp inom nya sektorer. Alla miljöer där brandfarliga gaser hanteras på ett sätt som kan bilda en explosiv atmosfär omfattas enligt lagstiftningen av strikta krav på godkänd utrustning.

Exempel på konkreta miljöer och anläggningar i Sverige som idag måste förhålla sig till strikt ATEX-klassning är:

• Elektrolysörer och vätgasproduktion: Platser där vatten spaltas till vätgas och syre med hjälp av elenergi. Här produceras stora gasvolymer under högt tryck, vilket kräver omedelbar läckagedetektering.
• Vätgastankstationer: Lagring och distribution av vätgas till tunga fordon och personbilar sker under mycket höga tryck (ofta mellan 350 och 700 bar). Ett läckage här kan leda till en mycket snabb och kritisk tryckuppbyggnad.
• Stålverk under omställning: När kol byts ut mot vätgas i direktreduktionsprocesser förändras hela lokalernas riskprofil radikalt, vilket kräver omfattande övervakningssystem.
• Storskaliga energilager: Batterisystem och gaslager som byggs upp för att balansera elnätet kräver tillförlitliga säkerhetssystem för att förhindra gasansamlingar.

Vem har det juridiska ansvaret för att göra en ATEX-zonklassning på arbetsplatsen?

En vanlig och ibland ödesdiger missuppfattning är att ansvaret för explosionsskyddet och zonklassningen vilar på maskinleverantören eller den externa installatören. Svensk lagstiftning är dock helt entydig på denna punkt: det juridiska huvudansvaret ligger alltid odelat hos verksamhetsutövaren – det vill säga det företag som bedriver verksamheten i de aktuella lokalerna.

Enligt Arbetsmiljöverkets föreskrifter (AFS 2003:3) and Myndigheten för samhällsskydd och beredskaps (MSB) regelverk är verksamhetsutövaren skyldig att upprätta ett skriftligt och ständigt uppdaterat explosionsskyddsdokument. I detta dokument måste arbetsplatsens riskområden delas in i zoner baserat på hur ofta och under hur lång tid en explosiv atmosfär kan förväntas uppstå:

• Zon 0: Områden där explosiv gasblandning förekommer ständigt, långvarigt eller ofta (t.ex. inuti tankar eller rörledningar).
• Zon 1: Områden där en explosiv atmosfär förväntas uppstå under normal drift (t.ex. i omedelbar närhet av kopplingspunkter eller ventiler).
• Zon 2: Områden där en explosiv atmosfär inte förväntas uppstå under normal drift, men om den gör det, är kortvarig och sällsynt (t.ex. sekundära utrymmen i anslutning till processutrustning).

Det är utifrån denna zonindelning som kraven på den elektroniska och mekaniska utrustningen definieras. Att ha full koll på gällande lagar och regler vid gashantering är därmed den absolut viktigaste grundpelaren innan några fysiska installationsarbeten eller inköp av mätinstrument påbörjas.

Så begränsar explosionsgrupp IIC riskerna med vätgasens extremt låga tändenergi

När en anläggning klassificeras enligt ATEX-direktiven delas gaser in i olika explosionsgrupper baserat på hur lättantändliga de är. Dessa grupper sträcker sig från IIA (minst känsliga, till exempel propan och metan), via IIB (till exempel eten), till den absolut mest kritiska gruppen: IIC. Vätgas är, tillsammans med acetylen, placerad i grupp IIC på grund av sina extrema fysikaliska egenskaper. Därmed måste mätinstrument och säkerhetsutrustning som monteras i dessa miljöer uppfylla de allra strängaste kraven gällande ex-klassning.

Den avgörande faktorn bakom denna strikta klassificering är gasens minsta tändenergi (MIE). Tändenergi är den minsta mängd energi, mätt i millijoule (mJ), som krävs för att en gnista ska kunna antända en gasblandning. Medan metangas kräver ungefär 0,28 mJ för att antändas, har vätgas en extremt låg tröskel på endast 0,019 mJ. Detta är en så minimal energimängd att en helt osynlig statisk gnista – en sådan som kan uppstå av vanliga arbetskläder eller när ett verktyg nuddar en metallisk yta – är tillräcklig för att utlösa en omedelbar explosion.

Hur påverkar det nya EU-direktivet 2024/2749 tillverkningen och kontrollen av Ex-utrustning?

Spelreglerna för industriell säkerhetsutrustning skärps kontinuerligt på europeisk nivå. Genom det uppdaterade EU-direktivet 2024/2749 har EU valt att strama åt reglerna för marknadskontroll, tillverkarkrav och spårbarhet för utrustning avsedd för explosiva miljöer. Syftet är att säkerställa att ingen felaktigt märkt eller undermålig utrustning letar sig in på den europeiska marknaden.

Detta direktiv ställer betydligt högre krav på tillverkarnas tekniska dokumentation och ställer hårdare krav på att säkerställa produktens livscykel. För dig som driftsansvarig innebär detta att det ställs skarpare krav på löpande kalibrering, funktionstestning och dokumenterad spårbarhet för att det ursprungliga ATEX-godkännandet ska fortsätta att gälla under anläggningens hela driftstid. En mer ingående förklaring av ATEX visar att regelbunden validering är direkt avgörande för att upprätthålla anläggningens lagliga status.

I praktiken medför de skärpta kontrollerna att myndighetstillsynerna i Sverige blir mer noggranna. Om ett företag inte kan uppvisa giltiga kalibreringsprotokoll eller bevisa att deras explosionsskyddade utrustning underhålls av kompetent personal, riskerar verksamheten kännbara sanktionsavgifter samt i värsta fall omedelbart driftsförbud.

Så väljer ni rätt gasdetektor för en säker och framtidssäkrad vätgasanläggning

Att välja mätteknik för vätgasdetektering kräver stor noggrannhet, då felaktiga beslut kan få katastrofala följder. Ett av de vanligaste och mest livsfarliga misstagen i branschen är att försöka använda infraröd mätteknik (IR-sensorer) för vätgasövervakning. Eftersom vätgasmolekylen inte absorberar infrarött ljus är den helt osynlig för IR-detektorer. Om en sådan installeras kommer den aldrig att larma, oavsett hur stor gasläckan är.

För en säker och tillförlitlig vätgasdetektering bör man istället välja någon av följande mättekniker:

• Katalytiska sensorer (pellistorer): Fungerar genom att gasen förbränns katalytiskt på en aktiv sensoryta. Dessa är utmärkta för att mäta brännbara koncentrationer upp till den nedre explosionsgränsen (LEL), men kräver närvaro av syre för att fungera korrekt.
• Elektrokemiska celler: Idealiska för tidig upptäckt av mycket små läckor på ppm-nivå (parts per million). De reagerar snabbt och är extremt selektiva för vätgas, vilket minskar risken för falsklarm orsakade av andra bakgrundgaser.

Utöver rätt val av sensor måste mätutrustningen ha en robust kapslingsklass – exempelvis Ex d (trycktät kapsling) eller Ex e (förhöjd säkerhet) – godkänd för explosionsgrupp IIC. Detta garanterar att instrumentets hölje klarar av att stå emot krävande industrimiljöer samtidigt som det garanterar att en internal felkälla aldrig kan fortplanta sig till den omgivande atmosfären.

Vätgasens unika fysikaliska egenskaper – från det breda brännbarhetsområdet till den extremt låga tändenergin – ställer höga krav på säkerhetsarbetet. Genom att basera ert systemval på korrekt utförda riskanalyser, använda utrustning i rätt explosionsgrupp (IIC) samt tillämpa regelbundna underhålls- och kalibreringsrutiner, skapar ni en trygg arbetsmiljö för alla inblandade.