Gegenstand des Forschungsvorhabens G 202144 war die Darstellung von Herausforderungen bei der Odorierung von Wasserstoff. Das erste Kapitel beleuchtet den Hintergrund des Forschungsprojektes und erläutert die Gliederung des Projektes. In den darauffolgenden Kapiteln werden die aus dem Regelwerk resultierenden Anforderungen an die Odorierung, technische Möglichkeiten der Odorierung und Deodorierung sowie die Ergebnisse olfaktorischer Untersuchungen dargestellt. In der Zusammenfassung werden Möglichkeiten und Optionen im Umgang mit der Odorierung von Wassersoff dargestellt. Die zu treffenden Entscheidungen um Art und Möglichkeit der Odorierung von Wasserstoff sind aktuell in Diskussion. Dieses Projekt hilft der Gaswirtschaft bei der Definition und Abgrenzung des weiteren Handelns. Abschließend wer-den Empfehlungen zur weiteren Vorgehensweise getroffen.Auf Grundlage des DVGW-Regelwerks werden die Anforderungen an Odoriermittel für die Wasserstoff-Odorierung dargelegt. Anhand von Studien zur Wahrnehmbarkeit und zur chemischen Stabilität der gängigen Odoriermittel in Wasserstoff erfolgt eine Überprüfung hinsichtlich der Verfügbarkeit und Eignung für die Wasserstoff-Odorierung. Dabei erlaubt die Wasserstoffqualität der Gruppe A (98 mol-%) eine Odorierung hinsichtlich Art und Konzentration der Odoriermittel ohne Einschränkungen. Für Reinheitsanforderungen von Wasserstoff der Gruppe D (99,97 mol-%), die auf der DIN EN 17124: Wasserstoff als Kraftstoff - Produktfestlegung und Qualitätssicherung, basiert, ist die Odorierung derzeit nicht normkonform. Es werden Odoriermittel-Neuentwicklungen vorgestellt. Dabei zeigen sich Gasodor® Hydrogen und Cyclohexen (Japan) als vielversprechend.Es fanden Untersuchungen der olfaktorischen Eigenschaften von Odoriermitteln in Wasserstoff und Erdgas H statt. Diese wurden im Olfaktometrie-Labor der DVGW-Forschungsstelle am EBI vorgenommen. Es wurden die Odoriermittel untersucht, die für den deutschen Markt zugelassen sind. Die Beurteilung der Prüfgase hinsichtlich ihrer Geruchsintensität und Geruchscharakteristik basierte auf einer subjektiven Bewertung durch Probanden. Ein negativer Einfluss von Wasserstoff auf die Geruchseigenschaften ist nicht erkennbar. Im Gegenteil, bei allen Odoriermitteln konnte eine geringfügig stärkere Riechbarkeit in Wasserstoff ermittelt werden. Im Ergebnis sind alle Odoriermittel hinsichtlich ihrer olfaktorischen Eigenschaften für Wasserstoff geeignet. Weiterhin werden die Möglichkeiten der Testung sowie die Auswirkungen von Odoriermitteln auf die Leistung von Protonen-Austauschmembran Brennstoffzellen (PEM-BZ) dargestellt. Die Möglichkeiten zur Erfassung dieser Beeinflussung werden anhand von Versuchsaufbauten und Versuchsparameter erläutert und beurteilt. Für schwefelhaltige Odoriermittel konnte eine große Schadwirkung festgestellt werden. Dementgegen verursachen schwefelfreie Odoriermittel (Acrylate und Norborene) nur eine geringe bzw. reversible Degradation der BZ. Ein weiterer Schwerpunkt war die Darstellung von Deodorierungsverfahren, welche bei der Gasaufbereitung zum Einsatz kommen können. Dabei liegt der Fokus insbesondere auf adsorptiven Technologien sowie den verwendeten Adsorbermaterialien.Des Weiteren werden die Ergebnisse von FuE-Projekten der beiden Forschungseinrichtungen (DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut und DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH) vorgestellt, welche kommerziell verfügbare Adsorbentien hinsichtlich ihrer Beladungskapazitäten untersuchten. Basierend auf den Ergebnissen aus der Literatur und den eigenen Arbeiten werden Aktivkohlen, Metalloxide und Zeolithe als potentiell geeignete Adsorbentien gesehen.Abschließend erfolgt die Betrachtung der konventionell verfügbaren Odorieranlagentechnik sowie der bekannten Arten der Gasodorierung. Diese werden hinsichtlich ihrer Kompatibilität mit Wasserstoff überprüft und bewertet. Um die Möglichkeit von geringeren Dosierraten zu überprüfen, wird die Odorierung mittels Mikro-Odorieranlage dargelegt und mit den herkömmlichen Verfahren verglichen. Im Ergebnis kann eine generelle Eignung der Anlagentechnik festgestellt werden. Bei Volumenströmen unterhalb von 200 m³/h können Mikro-Odoriersysteme Anwendung finden, diese Systeme sind gleichzeitig für sehr große Volumenströme bis in den unteren 6-stelligen Bereich einsetzbar.

Die Normenreihe DIN EN 16905 legt die Anforderungen, Prüfverfahren und Prüfbedingungen für die Bewertung und Leistungsberechnung von gasbefeuerten endothermischen Motor-Wärmepumpen fest, die für den Heiz- und/oder Kühlbetrieb einschließlich der Motor-Wärmerückgewinnung vorgesehen und im Freien zu verwenden sind. DIN EN 16905-3 Entwurf legt die Prüfbedingungen für die Einstufung von Energieparametern von gasbefeuerten endothermischen Motor-Wärmepumpen fest, die für den Heiz- und/oder Kühlbetrieb einschließlich der Motor-Wärmerückgewinnung vorgesehen sind.

Diese Norm DIN 3537-1 Entwurf gilt für Absperrarmaturen, die nicht im Anwendungsbereich der DIN EN 331 erfasst sind, d.h. für Kugel- und Kegelhähne >DN100, außerdem für Klappen, Schieber und Ventile, bis zu einer max. Nennweite von DN 150, die mit Gasen nach DVGW G 260 (jedoch nicht für Flüssiggas in der Flüssigphase) betrieben werden. Für diese Absperrarmaturen gilt dieses Dokument zusätzlich zu den in DIN EN 331 angegebenen Äderungen auch bis DN 150. Darüber hinaus enthält sie zusätzliche Anforderungen und Prüfungen zu DIN EN 331 für Hauptabsperreinrichtungen (HAE) nach DVGW-Arbeitsblatt G 459-1, u.a. mit thermisch auslösendem Betätigungsorgan. Für Absperrarmaturen mit integrierter Isoliertrennstelle ist zusätzlich DIN 3389-1, für thermisch auslösende Absperreinrichtungen (TAE) ist zusätzlich DIN 3586 zu berücksichtigen. Für Absperrarmaturen gelten die Druck- und Temperaturklassen nach DIN EN 331 mit Ausnahme MOP20.

Dieses Dokument DIN 2525 ist anwendbar für Verlängerungen aus nichtrostenden Stählen mit Gewinde-Nenngrößen von 3/8“ bis 1“, die für den Einsatz in Gas-Installationen (TRGI), Flüssiggas-Installationen (TRF) und Trinkwasser-Installationen (TRWI) vorgesehen sind. Die Gewinde sind, in Abhängigkeit vom geplanten Einsatzbereich der Verlängerungen, nach DIN EN 10226-1 oder DIN EN ISO 228-1 ausgeführt.

DIN EN 16905-1 legt die Begriffe und Definitionen für die Bewertung und Leistungsberechnung von gasbefeuerten endothermischen Motor-Wärmepumpen für den Heiz- und/oder Kühlbetrieb einschließlich der Motor-Wärmerückgewinnung zur Anwendung im Freien fest.Diese Norm legt die Begriffe und Definitionen fest. Sie gilt ausschließlich für GEHP-Systeme, die zur Raumheizung oder -kühlung oder zur Kälteerzeugung mit oder ohne Wärmerückgewinnung angewendet werden.

Dieses Dokument DIN EN 15502-2-3 legt die Anforderungen und Prüfverfahren für Hybridgeräte bezüglich des Aufbaus, der Sicherheit, der Gebrauchstauglichkeit und der rationellen Energienutzung, sowie hinsichtlich ihrer Klassifizierung und Kennzeichnung fest.

DIN EN 12309-2 Entwurf gilt ausschließlich für Geräte für die Raumheizung oder -kühlung mit oder ohne Wärmerückgewinnung. Er gilt für Geräte mit Abgassystemen der Bauart B und Bauart C (nach EN 1749:2020) sowie für Geräte zur Installation im Freien, einschließlich Bauart A. Diese Norm ist nicht für Klimageräte anwendbar, sondern gilt ausschließlich für Geräte mit:  integrierten Brennern, gesteuert mittels Feuerungsautomaten;  geschlossenen Kühlkreisläufen, in denen das Kühlmittel nicht direkt mit dem/der zu kühlenden oder zu erwärmenden Wasser oder Luft in Berührung kommt; mechanischen Einrichtungen zur Unterstützung der Verbrennungsluftzufuhr und/oder Abgasabführung. Diese Europäische Norm behandelt nicht Geräte, deren Kondensator mit Luft und durch Verdampfung von zusätzlichem Wasser auf der Außenseite gekühlt wird. Anlagen für Heizung und/oder Kühlung industrieller Prozesse fallen nicht in den Anwendungsbereich dieser Normen.

Dieses Dokument DIN 3537-4 Entwurf legt die Anforderungen an die Konformitätsbewertung von Gasabsperrarmaturen, die nicht im Anwendungsbereich der DIN EN 331 erfasst sind, d.h. für Kugel- und Kegelhähne > DN 100, außerdem für Klappen, Schieber und Ventile, bis zu einer max. Nennweite von DN 150 fest. Dieses Dokument ist nur anzuwenden in Verbindung mit DIN3537-1:2023.

Dieses Dokument DIN 3384-2 Entwurf legt die Anforderungen an die Konformitätsbewertung von Anschlussarten für gewellte Metallschlauchleitungen aus nichtrostendem Stahl nach DIN EN 16617:2015-07 für brennbare Gase fest. Dieses Dokument ist nur anzuwenden in Verbindung mit E DIN 3384-1:2023-08.

Dieses Dokument DIN EN 16830 legt Sicherheits-, Ausführungs-, Konstruktions- und Leistungsanforderungen und die Prüfung der Temperaturüberwachungsfunktionen (TCF) und Sicherheitseinrichtungen für die Abführung der Abgase (TTB) für Brenner und Brennstoffgeräte für gasförmige und flüssige Brennstoffe fest, die einen oder mehrere gasförmige oder flüssige Brennstoffe verbrennen, nachfolgend bezeichnet als „TCF“ oder „TTB“. Außerdem werden die Prüfverfahren für die Überprüfung der Übereinstimmung mit diesen Anforderungen beschrieben. Dieses Dokument ist auf TCF und TTB anwendbar, die mit Wechsel- und Gleichspannung betrieben werden (für TCF und TTB, die mit unabhängigen Batteriesystemen, Batteriesystemen für die mobile Anwendung oder Systemen für den Anschluss an Gleichspannungsnetze betrieben werden, siehe Anhang I). Dieses Dokument ist nur auf elektronisch betriebene TTB und TCF anwendbar. Für beide, TTB und TCF, sind die Anforderungen nach diesem Dokument für die Kombination von Messfühler und Regel- und Steuergerät anwendbar.

Dieses Dokument DIN EN 14459 legt Verfahren für die Klassifizierung und Bewertung von Funktionsblöcken für Brenner und Brennstoffgeräte für einen oder mehrere gasförmige(n) oder flüssige Brennstoff(e) fest, insbesondere hinsichtlich ihres Fehlerverhaltens und der Schutzmaßnahmen. Es ist anzuwenden für neue Regel- und Steuerfunktionsblöcke, die nicht durch spezielle RS-Normen abgedeckt sind.

Dieses Dokument DIN EN 30-1-2 legt die Anforderungen an die Bau- und Betriebsweise sowie die Anforderungen und Prüfungen für die Sicherheit sowie Kennzeichnung von Haushalt-Kochgeräten mit Umluft-Backöfen und/oder Strahlungsgrilleinrichtungen für gasförmige Brennstoffe, wie in EN 437:2021 angegeben, fest. Es enthält Festlegungen für die elektrische Sicherheit der in eine Kombination zum Betrieb mit Gas eingebauten Geräteteile. Sie enthält jedoch keine Anforderungen für die elektrische Sicherheit von elektrischen Heizelementen und der damit verbundenen Teile.

Im Rahmen des Projekts Roadmap Gas 2050 wurde in diesem Bericht G 201824 D 4.3 untersucht, ob der Aufbau eines Gastransportnetzmodells auf Basis öffentlich verfügbarer Daten grundsätzlich möglich ist. Aus Gründen der Datenverfügbarkeit und des Zeitaufwands wurde ein Teilmodell für die süd-deutschen Gastransportnetze aufgebaut. Mit der Netzsimulation des Gastransportnetzmodells Süddeutschland konnte gezeigt werden, dass der Aufbau eines Gastransportnetzmodells auf Basis öffentlich verfügbarer Daten grundsätzlich möglich ist. Eine Überprüfung der Ergebnisse bzw. eine generelle Validierung, die für eine anschließende Verbesserung des Modells erforderlich ist, ist nicht möglich. Hierfür wird der Zugang zu realen Daten wie Messwerten von Flüssen und Drücken sowie Informationen zu möglichen Netzverschaltungen benötigt. Diese sind jedoch öffentlich nicht verfügbar.

DIN EN 549 legt Anforderungen und zugehörige Prüfverfahren für Elastomer-Werkstoffe fest, die in Gasgeräten und Gasanlagen in Kontakt mit Brenngasen der 1., 2. und 3. Gasfamilie, wie in EN 437:2018 klassifiziert, eingesetzt werden. Zusätzlich werden Flüssiggas, Bio-Erdgas und Bio-Flüssiggas in gleicher Qualität abgedeckt. Dieses Dokument stellt außerdem eine Klassifizierung nach Temperaturbereich und Härte auf. Es ist anwendbar für Werkstoffe, aus denen homogene Dichtungen und homogene oder verstärkte Membranen hergestellt werden. Da die Abmessungen und die Form der Fertigteile von denen genormter Probekörper, hergestellt aus Plattenmaterial, wie sie zur Typprüfung von Elastomer-Werkstoffen nach diesem Dokument verwendet werden, abweichen, wurden Toleranzen hinsichtlich der für Fertigteile in Anhang A festgelegten Anforderungen gegenüber den für Normprobekörper festgelegten Anforderungen eingeräumt. Der Bereich der Betriebstemperaturen, der von diesem Dokument abgedeckt wird, reicht von − 40 °C bis + 150 °C.

Die Einspeisung von Wasserstoff ins Erdgasnetz erlangt im Rahmen der Energiewende zu-nehmend an Bedeutung. Als zukünftige Größe des Wasserstoffanteils im Gasnetz werden 20 Vol.-% genannt oder reiner Wasserstoff nach G 260. Da der zuzumischende Wasserstoff vornehmlich aus erneuerbaren Energiequellen stammen wird, ist davon auszugehen, dass tages- und jahreszeitliche Schwankungen der erzeugbaren Wasserstoffmengen auftreten können. Zudem ist die Gasabnahme aus dem Netz stetigen Änderungen unterworfen, sodass von Änderungen des Wasserstoffanteils im Erdgasnetz auszugehen ist. Im Rahmen von realisierten (DVGW) Forschungsprojekten wurden bereits Untersuchungen zu Auswirkungen der Zumischung von Wasserstoff in Erdgas durchgeführt. Dabei wurde die Zu-mischung von bis zu 40 Vol.-% Wasserstoff betrachtet. Es zeigte sich, dass die signifikant verringerte Dichte bei höheren Volumenanteilen an Wasserstoff mit deutlich erhöhten Volumenströmen einhergeht, während mechanische Druckregelventile unbeeinflusst bleiben. Nun wurde eine Weiterführung des Projekts „Sicherheitskonzept TRGI“ vorgenommen und insbesondere um Einzelkomponenten aus Gasgeräten ergänzt. Die Untersuchungen liefern Informationen über die Anwendbarkeit der Komponenten bis zu 50 % und bis zu 100 % H2 sowie Maßnahmen zur Anpassung. Komponenten, die für 100 % H2 ausgelegt sind, wurden mitbetrachtet. Diese Untersuchungen scheinen zwingend notwendig, da von gleichem Druck und einer gleichbleibenden Leistung am Endgerät ausgehend, der zu transportierende Volumenstrom mit steigendem Wasserstoffanteil deutlich steigt. Im Teilprojekt 3 der Roadmap Gas 2050 wurde am GWI die H2-Readyness von Gasströmungs-wächtern, die Dichtigkeit von Bauteilen und Verbindungen sowie Leckage-Raten und die Lei-tungsdimensionierung mit Wasserstoffgehalten bis 100 Vol.-% untersucht. Das DBI und das EBI haben Untersuchungen zur Dichtigkeit von Verbindungen (Gewinde- und Presssysteme) sowie das EBI Untersuchungen zur Eignung von Haushaltsgaszählern für wasserstoffhaltige Gase durchgeführt.

Im Teilprojekt 3 der Roadmap Gas 2050 wurde die H2-Readyness älterer und neuer Gasgeräte in zahlreichen Tests mit Gasgemischen mit H2-Gehalten von 10 – 40 Vol.-% untersucht. Im Berichtsteil „Bewertung der H2-Verträglichkeit von Gasanwendungen bis zu einer Grenze von 40 Vol.-%; Deliverable 3.3“ werden die Messergebnisse der Untersuchungen zur H2-Verträglichkeit bis 40 Vol.-% der am GWI untersuchten 10 Gasgeräte, der 5 am DBI und der 5 am EBI untersuchten Geräte ausführlich zusammengestellt.