Wasserstofftechnik

Wasserstofftechnologien sind ein Schlüssel zur CO2-neutralen Wirtschaft: Sie liefern Lösungen für den weiteren Ausbau einer regenerativen Energieversorgung, für klimaneutrale Industrieprozesse und für nachhaltige Mobilität. In diesem Buch stellt die Fraunhofer-Gesellschaft ihr Wissen und ihre Erfahrung entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Wasserstoffwirtschaft vor: von der Material- und Systementwicklung über die Produktion und das Upscaling der Systeme, die Anwendung in Energiewirtschaft und Mobilität bis zu den praxisrelevanten Querschnittsthemen Sicherheit, Standardisierung und Lebensdauer.

Im Projekt H2-OdoSen, Forschungsbericht G 202136, wurden die Odorierung und die Option einer sensorbasierten Gasdetektion von Gasleckagen in Innenräumen bei der leitungsgebundenen Verteilung von wasserstoffreichen Gasen (5. Gasfamilie gemäß DVGW G 260:2021) untersucht. Dabei wurden die bisherigen Erkenntnisse zur Odorierung von wasserstoffhaltigen Gasen, Wasserstoff und Erdgasen zusammengetragen und Möglichkeiten zur sensorbasierten Gasdetektion bei Leckagen anhand von Recherchen aufgezeigt. Die Odorierung nach dem DVGW-Arbeitsblatt G 280:2018 mit den dort genannten Odoriermitteln stellt das hohe Sicherheitsniveau auch bei der Verteilung von Wasserstoff (5. Gasfamilie, Gruppe A) und wasserstoffhaltigen Gasen sicher und dient als wesentliche Maßnahme zur frühzeitigen Erkennung von Gasleckagen in Innenräumen. Die Odorierpraxis kann gemäß dem DVGW-Arbeitsblatt G 280:2018, der DVGW-Gas Info Nr. 25 und bisherigen Erkenntnissen mit den Mindest-Odoriermittelkonzentrationen der üblichen Odoriermittel auch bei Wasserstoff der 5. Gasfamilie (Gruppe A) beibehalten werden. Aufgrund des niedrigeren volumenbezogenen Brennwerts wasserstoffreicher Gase fallen die Odoriermittelverbräuche bei gleichbleibenden Energieströmen entsprechend höher aus. Deshalb sollten schwefelfreie, oder zumindest schwefelreduzierte Odoriermittel eingesetzt werden, um die Schwefeldioxidkonzentrationen im Abgas von Brennern bzw. Belastungen von Entschwefelungsfiltern vor Brennstoffzellenanwendungen zu reduzieren. Bezüglich der optionalen sensorbasierten Gasdetektion wurden unter Beachtung des DVGW-Arbeitsblattes G 110:2003 geeignete Messprinzipien aufgezeigt, die bereits bei Gaswarnanlagen im Rahmen des Explosionsschutzes etabliert sind. Die durchgeführte Marktrecherche listet zahlreiche häusliche Gaswarneinrichtungen für Erdgas bzw. methanhaltige Gase auf. Ab einem Marktpreis von ca. 50 € wiesen einige dieser Gaswarneinrichtungen schaltbare Relaisausgänge für z. B. Sicherheitsabsperrventile auf. Manche Modelle besitzen auch eine Schnittstelle für Smartphones. Sensorbasierte Gaswarneinrichtungen zur Detektion von Wasserstoff liegen derzeit im Niedrigpreissektor für den privaten bzw. gewerblichen Einsatz nicht vor. Bei höherpreisigen Gaswarnanlagen mit Konformitätserklärung gemäß 2014/34/EU, im Explosionsschutz für Industrieanlagen und Arbeitsschutz, sind meistens sowohl Ausführungen für methan- und/oder wasserstoffreiche Gase verfügbar. Die Ergebnisse dieses DVGW-Forschungsprojekts zeigen, dass die Odorierung von wasser-stoffhaltigen Gasen und Wasserstoff (5. Gasfamilie, Gruppe A) nach dem DVGW-Arbeitsblatt G 280:2018, bei Einhaltung des hohen Sicherheitsniveaus grundsätzlich und unproblematisch möglich ist. Aufgrund der hohen Reinheitsanforderungen des Wasserstoffs der Gruppe D sollte jedoch keine Odorierung, insbesondere mit schwefelhaltigen Odoriermitteln, durchgeführt werden. In diesem Fall könnte die Option einer sensorbasierten Gaswarneinrichtung zur Detektion und evtl. Abschaltung der Gaszufuhr verwendet werden.

Dieses Standardwerk stellt die aktuelle Systemtechnik für Anlagen und Systeme zur Nutzung regenerativer Energien zur Strom‑ und Wärmebereitstellung dar.  Außerdem gibt es einen umfassenden Überblick über die Charakteristik des erneuerbaren Energieangebots. Ausgehend davon werden Kennzahlen für eine ökonomische und ökologische Bewertung zugänglich gemacht; außerdem werden die Potenziale der verschiedenen Optionen zur Nutzung regenerativer Energien diskutiert und im Einzelnen die Möglichkeiten zur Nutzung des regenerativen Energieangebots vertieft dargestellt.Das Fachbuch bietet u. a. Entscheidungsträgern in der Energiewirtschaft eine fundierte, verlässliche und hochaktuelle Wissensbasis.