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Zukunft mit Wasserstoff: Die Transformation der Gas-Infrastruktur


In einer dreiteiligen Infoserie beleuchten wir die Hintergründe zu "Wasserstoff in Gasnetzen". Folge 3: Warum die Einspeisung eine Sicherheitsfrage bedeutet.

Die Erhöhung des Wasserstoffanteils in Gasnetzen hat einen wesentlichen Vorteil: Diese Maßnahme zur CO2-Reduktion ist kostengünstig umzusetzen, denn die bestehende Infrastruktur kann in der Regel weiter genutzt werden. Für Speicherung und Transport müssen in der Regel gar keine neuen Investitionen getätigt werden. Die technisch notwendige Transformation der bestehenden Erdgasnetze betrifft vor allem die Einspeiseanlagen für Wasserstoff und die Anpassung der GDRM-Technik an die zukünftige Gasbeschaffenheit. Das hat technische Gründe.

Die Beimischung von Wasserstoff zu Biogas oder Erdgas ist nicht trivial. Er besitzt bei der Verbrennung deutlich andere Eigenschaften als diese Energieträger. Salopp gesagt: Wasserstoff verbrennt „härter“. Um eine Verträglichkeit mit älteren Endgeräten und Komponenten zu gewährleisten, wird der Wasserstoffanteil in deutschen Gashochdrucknetzen derzeit noch auf 1 Volumenprozent begrenzt. Die geplanten Vorgaben im dann überarbeiteten DVGW-Arbeitsblatt G 260 gehen mit einer zulässigen Beimischung bis zu 20 Volumenprozent Wasserstoff deutlich darüber hinaus (Stand: 10/2020). Theoretisch wird ein dauerhaft eingespeister Wasserstoffanteil bis zu 10 Volumenprozent für Gashochdrucknetze wissenschaftlich als vertretbar eingeschätzt, wenn gleichzeitig alle brenntechnischen Parameter (u.a. Gasqualität nach Wobbe-Index, Brennwert, relative Dichte) durch den Betreiber eingehalten werden können.

Neben dem veränderten Abbrennverhalten spielt die erhöhte Neigung zur Materialermüdung von Stahl-Bauteilen eine sicherheitsrelevante Rolle, insbesondere verstärker Verschleiß von Rohrleitungen durch Korrision. Auf Basis von Studien und den praktischen Erfahrungen aus dem Betrieb der Stadtgasnetze in der ehemaligen DDR, gelten dauerhafte Wasserstoffeinspeisungen von über 25 Volumenprozent als kritisch. Dort kam es bei entsprechenden Konzentrationen zu einer verstärkten Rissbildung der Rohrleitungen. Moderne Untersuchungsmethoden für Komponenten aus Stahl werden in Zukunft eine wesentliche Rolle bei der Wartung und Instandhaltung von Gashochdrucknetzen und GDRM-Anlagen spielen, entsprechende methodische Vorschriften werden Eingang in die Regelwerke finden.



Alles andere als warme Luft: Sichere Einspeisung von Wasserstoff gewährleisten

Die sektorenübergreifende Verwendung von „grünem“ Wasserstoff gilt als wichtiger Eckpfeiler für das Energiesystem der Zukunft – unter Nutzung der bestehenden Gas-Infrastruktur. Doch was bedeutet diese Umwidmung technisch? Eines ist bereits heute klar: Um das hohe Sicherheitsniveau der Gas-Infrastratur auch in Zukunft zu erhalten, ist die zustandsabhängige Wartung und Instandhaltung von Gashochdrucknetzen und GDRM-Anlagen relevanter denn je – auch aus Gründen der Wirtschaftlichkeit.



Das Kompetenzzentrum Energiewirtschaft macht Ihre Gashochdrucknetze und GDRM-Anlagen zukunftssicher:


Die BIK Anlagentechnik GmbH ist bereits nach DVGW-Arbeitsblatt G493-1 in der Gruppe 3 als Fachunternehmen für die Planung von GDRM-Anlagen für Erdgas bis zur Druckstufe DRM100 zertifiziert. Jetzt hat das Unternehmen die Erweiterung des Zertifikats auf Biogas-Einspeisung erfolgreich abgeschlossen. Es darf nun auch Wasserstoffeinspeiseanlagen und Mischanlagen für Gase aus regenerativer Erzeugung für Sie planen, bei entsprechenden Projekten beraten oder Ihre Biogas-Anlage regelwerkskonform dokumentieren. Auch die Durchführung entsprechender Werkstoffanalysen wird die BIK Anlagentechnik GmbH in naher Zukunft anbieten können.

Die tecon Systemtechnik GmbH erweitert das Produktportfolio um wasserstofftaugliche GDRM-Komponenten, zum Beispiel um einen multifunktionalen Zähler für Wasserstoff. Dieses Zählermodell ist vielseitig einsetzbar, sowohl als präzises Messinstrument in der Industrie oder auch als reiner Mengenzähler in der Energieversorgung. Weitere Komponenten werden folgen.

Die K3V Solutions AG erweitert derzeit das Datenmodell der Fachschale Gas in K3V energy. In Kürze lässt sich dann mit dem Softwaresystem auch die Wasserstofftauglichkeit einer GDRM-Anlage oder eines Gasnetzes bestimmen und dokumentieren.

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Ein alter Bekannter: Wasserstoff als Energieträger> weiter

Ein alter Bekannter: Wasserstoff als Energieträger


In einer dreiteiligen Infoserie beleuchten wir die Hintergründe zu "Wasserstoff in Gasnetzen". Folge 2: Ein alter Bekannter: Wasserstoff als Energieträger.

Bereits im 19. Jahrhundert wurde in industriell geprägten Regionen Kokereigas als „Stadtgas“ in regional begrenzte Gasnetze eingespeist. Dessen Wasserstoffanteil betrug bis zu 50 Volumenprozent. Erst mit der Nutzung von fossilem Erdgas als Energieträger in den 60er Jahren wurde in Westdeutschland die Infrastruktur zu überregionalen Gasnetzen aufgebaut. Der Wasserstoffanteil im Erdgas sank gleichzeitig auf 1-2 Volumenprozent. Anders stellte sich die Lage in der ehemaligen DDR bis zur Wende dar. Große Stadtgasnetze waren dort ein wesentlicher Faktor der Energieversorgung. Der überwiegende Anteil des Stadtgases stammte aus der Braunkohledruckvergasung. Sein Wasserstoffanteil betrug im Jahr 1989 noch rund 25 Volumenprozent, mit hohem Schwefelwasserstoffgehalt.

Das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) setzt Wasserstoff mit Biogas gleich. Damit sind die DVGW-Arbeitsblätter G 260 (zur Gasbeschaffenheit) und G 262 (zur Nutzung von Gasen aus regenerativen Quellen) anzuwenden. Eine Einspeisung von Wasserstoff in öffentliche Gasnetze ist daher derzeit in Deutschland nur als Zusatzgas und auch nur zeitlich begrenzt erlaubt. Beide Regelwerke befinden sich zurzeit beim DVGW im Überarbeitungsprozess.

Ziel ist die Verschmelzung beider Arbeitsblätter, die Integration erneuerbarer Gase wie Biomethan, synthetischem Erdgas (SNG) und Wasserstoff in das Regelwerk und die Anpassung an die bereits bestehende europäische Norm (DIN EN 16723-1) für erneuerbare Gase. Im Ergebnis sollen durch das überarbeitete DVGW-Arbeitsblatt G 260 insbesondere die Vorgaben zur relativen Dichte des Gases angepasst und der zulässige Wasserstoffanteil in öffentlichen Gasnetzen deutlich erhöht werden.



Alles andere als warme Luft: Sichere Einspeisung von Wasserstoff gewährleisten

Die sektorenübergreifende Verwendung von „grünem“ Wasserstoff gilt als wichtiger Eckpfeiler für das Energiesystem der Zukunft – unter Nutzung der bestehenden Gas-Infrastruktur. Doch was bedeutet diese Umwidmung technisch? Eines ist bereits heute klar: Um das hohe Sicherheitsniveau der Gas-Infrastratur auch in Zukunft zu erhalten, ist die zustandsabhängige Wartung und Instandhaltung von Gashochdrucknetzen und GDRM-Anlagen relevanter denn je – auch aus Gründen der Wirtschaftlichkeit.



Das Kompetenzzentrum Energiewirtschaft macht Ihre Gashochdrucknetze und GDRM-Anlagen zukunftssicher:


Die BIK Anlagentechnik GmbH ist bereits nach DVGW-Arbeitsblatt G493-1 in der Gruppe 3 als Fachunternehmen für die Planung von GDRM-Anlagen für Erdgas bis zur Druckstufe DRM100 zertifiziert. Jetzt hat das Unternehmen die Erweiterung des Zertifikats auf Biogas-Einspeisung erfolgreich abgeschlossen. Es darf nun auch Wasserstoffeinspeiseanlagen und Mischanlagen für Gase aus regenerativer Erzeugung für Sie planen, bei entsprechenden Projekten beraten oder Ihre Biogas-Anlage regelwerkskonform dokumentieren. Auch die Durchführung entsprechender Werkstoffanalysen wird die BIK Anlagentechnik GmbH in naher Zukunft anbieten können.

Die tecon Systemtechnik GmbH erweitert das Produktportfolio um wasserstofftaugliche GDRM-Komponenten, zum Beispiel um einen multifunktionalen Zähler für Wasserstoff. Dieses Zählermodell ist vielseitig einsetzbar, sowohl als präzises Messinstrument in der Industrie oder auch als reiner Mengenzähler in der Energieversorgung. Weitere Komponenten werden folgen.

Die K3V Solutions AG erweitert derzeit das Datenmodell der Fachschale Gas in K3V energy. In Kürze lässt sich dann mit dem Softwaresystem auch die Wasserstofftauglichkeit einer GDRM-Anlage oder eines Gasnetzes bestimmen und dokumentieren.

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Wasserstoff: Ein Multitalent für die Klimawende> weiter

Wasserstoff: Ein Multitalent für die Klimawende


In einer dreiteiligen Infoserie beleuchten wir die Hintergründe zu "Wasserstoff in Gasnetzen". Folge 1: Grüner Wasserstoff und die Zukunftstechnologie Power-to-Gas.

H2, besser bekannt als Wasserstoff, ist das erste und das kleinste Element im Periodensystem der Chemie. Das Gas ist 14-mal leichter als Luft – und damit das leichteste Element, das wir auf der Erde kennen. Es ist gut zu komprimieren, aber sehr flüchtig und bildet in Verbindung mit Sauerstoff bereits ab einem Anteil von 4 Volumenprozent ein explosionsfähiges Luft-Gas-Gemisch. Daher ist Wasserstoff in der höchsten Explosionsgruppe IIC für Gase eingruppiert. Reiner Wasserstoff verbrennt mit fast unsichtbarer Flamme und erzeugt dabei keinerlei klimaschädliches CO2. Auch bei der Freisetzung ohne Verbrennung bleibt das Gas klimaneutral.

Die Energiewirtschaft redet intensiv über Wasserstoff – nicht erst seit dem Pariser Klimaschutzabkommen. Seine Beimischung zu Biogas (Methan aus Biomasse), aber auch zu Erdgas (fossiles Methan mit Propan/Butan/Ethan-Anteilen) gilt als wichtiger Beitrag zur CO2-Senkung und damit zur Energiewende. Die Einspeisung von Wasserstoff in Gashochdrucknetze hat einen weiteren Vorteil: Sie ermöglicht die Nutzung der bestehenden Infrastruktur als Puffer bei Volatilitätsschwankungen im Stromnetz.

Solche Angebotsspitzen sind ein Charakteristikum der stark wetterabhängigen Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Für die sog. Power-to-Gas-Technologie wird Überschussstrom (zum Beispiel aus Windkraft oder Photovoltaik) genutzt, um durch die Elektrolyse von Wasser die Gase Sauerstoff und Wasserstoff zu gewinnen. Der Prozess ist zu 100 Prozent klimaneutral, da kein CO2 anfällt. Der Sauerstoff wird industriell genutzt oder in die Atmosphäre abgeblasen. Der sekorenübergreifend erzeugte „grüne Wasserstoff“ wird dem Gas-Hochdrucknetz zur energetischen Nutzung zugeführt. Die sektorenübergreifende Nutzung der bestehenden Gas-Infrastruktur leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Energiewende.



Alles andere als warme Luft: Sichere Einspeisung von Wasserstoff gewährleisten

Die sektorenübergreifende Verwendung von „grünem“ Wasserstoff gilt als wichtiger Eckpfeiler für das Energiesystem der Zukunft – unter Nutzung der bestehenden Gas-Infrastruktur. Doch was bedeutet diese Umwidmung technisch? Eines ist bereits heute klar: Um das hohe Sicherheitsniveau der Gas-Infrastratur auch in Zukunft zu erhalten, ist die zustandsabhängige Wartung und Instandhaltung von Gashochdrucknetzen und GDRM-Anlagen relevanter denn je – auch aus Gründen der Wirtschaftlichkeit.



Das Kompetenzzentrum Energiewirtschaft macht Ihre Gashochdrucknetze und GDRM-Anlagen zukunftssicher:


Die BIK Anlagentechnik GmbH ist bereits nach DVGW-Arbeitsblatt G493-1 in der Gruppe 3 als Fachunternehmen für die Planung von GDRM-Anlagen für Erdgas bis zur Druckstufe DRM100 zertifiziert. Jetzt hat das Unternehmen die Erweiterung des Zertifikats auf Biogas-Einspeisung erfolgreich abgeschlossen. Es darf nun auch Wasserstoffeinspeiseanlagen und Mischanlagen für Gase aus regenerativer Erzeugung für Sie planen, bei entsprechenden Projekten beraten oder Ihre Biogas-Anlage regelwerkskonform dokumentieren. Auch die Durchführung entsprechender Werkstoffanalysen wird die BIK Anlagentechnik GmbH in naher Zukunft anbieten können.

Die tecon Systemtechnik GmbH erweitert das Produktportfolio um wasserstofftaugliche GDRM-Komponenten, zum Beispiel um einen multifunktionalen Zähler für Wasserstoff. Dieses Zählermodell ist vielseitig einsetzbar, sowohl als präzises Messinstrument in der Industrie oder auch als reiner Mengenzähler in der Energieversorgung. Weitere Komponenten werden folgen.

Die K3V Solutions AG erweitert derzeit das Datenmodell der Fachschale Gas in K3V energy. In Kürze lässt sich dann mit dem Softwaresystem auch die Wasserstofftauglichkeit einer GDRM-Anlage oder eines Gasnetzes bestimmen und dokumentieren.

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Wasserstofftaugliche Komponenten für Ihre GDRM-Anlage> weiter

Machen Sie Ihre GDRM-Anlage zukunftssicher!


Dem Wasserstoff gehört die Zukunft – als klimaneutraler Energieträger oder als industrieller Rohstoff. Unser Tochterunternehmen tecon Systemtechnik GmbH erweitert zurzeit sein Produktportfolio um wasserstofftaugliche Komponenten für GDRM-Anlagen. Den Start macht ein multifunktionaler Zähler für Wasserstoff.

Bis zu 20 Volumenprozent Wasserstoff in den Gasverteilnetzen werden bald Realität sein. Die entsprechende Neufassung des DVGW-Regelwerks G 260 zur Gasbeschaffenheit steht vor dem Abschluss. Um die Betriebssicherheit auch in Zukunft zu gewährleisten, benötigen Sie als Betreiber wasserstofftaugliche GDRM-Komponenten für Ihre Anlage, insbesondere wegen der steigenden Korrisionsanfälligkeit und durch das veränderte Durchflussverhalten.

Auch im industriellen Umfeld gewinnt Wasserstoff als Rohstoff weiter an Bedeutung. Im Herstellungsprozess hat seine Beimischung direkten Einfluss auf die Qualität des Produktes. Sie wird daher permanent überwacht. Häufig müssen über eine einzige Messstelle dabei verschiedene Prozessgase gemessen werden. Auch das stellt spezifische Anforderungen an die verwendeten GDRM-Komponenten.

In Kürze kann tecon Systemtechnik GmbH Ihnen einen multifunktionalen Zähler für Wasserstoff anbieten. Dieses Zählermodell ist vielseitig einsetzbar, sowohl als präzises Messinstrument in der Industrie oder auch als reiner Mengenzähler in der Energieversorgung. Weitere wasserstofftaugliche Komponenten werden bald folgen.

 

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Jetzt auch für Biogas und Wasserstoff: Zertifizierung erweitert> weiter

Jetzt auch für Biogas und Wasserstoff: Zertifizierung unseres Tochterunternehmens BIK Anlagentechnik GmbH erweitert


Unser Tochterunternehmen BIK Anlagentechnik GmbH war bereits nach DVGW-Arbeitsblatt G493-1 in der Gruppe 3 als Fachunternehmen für die Planung von GDRM-Anlagen für Erdgas bis zur Druckstufe DRM100 zertifiziert. Jetzt hat das Unternehmen das Zulassungsverfahren bei der DVGW CERT GmbH für eine Erweiterung des Zertifikats auf Biogas abgeschlossen. Wir gratulieren unserem Kollegen und Fachmann Planung, Herrn Dipl.-Ing. (FH) Thorsten Hehn, zu diesem Erfolg.

Damit darf die BIK Anlagentechnik GmbH wir nun auch Wasserstoffeinspeiseanlagen und Mischanlagen für Gase aus regenerativer Erzeugung für Sie planen. Gerne berät Sie unser Tochterunternehmen auch bei entsprechenden Projekten oder dokumentiert Ihre Biogas-Anlage regelwerkskonform. Erste Kundenprojekte in diesem Bereich befinden sich bereits in der Planung oder Umsetzung. Die Durchführung entsprechender Werkstoffanalysen wird die BIK Anlagentechnik GmbH in naher Zukunft ebenfalls anbieten können.

In Kürze lässt sich mit unserem Softwaresystem K3V energy auch die Wasserstofftauglichkeit einer GDRM-Anlage bestimmen und dokumentieren. Dazu erweitern wir derzeit das Datenmodell der Fachschale Gas in K3V energy für den Betrieb mit wasserstoffangereichertem Erdgas.

 

Download: Zertifikat DVGW G-493-1, Gruppe 3: Erdgas und Biogas - BIK Anlagentechnik GmbH


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