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01. Mai 2019

H2-Abtrennung

Anforderungen, Möglichkeiten und Grenzen der Abtrennung von Wasserstoff aus Wasserstoff/Erdgasgemischen (G 201611)
Einordnung der H2-Abtrennungsverfahren bei CNG-Tankstellen; © DVGW
Forschungsprojekt
Projektbeschreibung

Projektlaufzeit: 09.2017 - 05.2019

Projektstatus: abgeschlossen

Förderkennzeichen: G 201611

Das Projekt H2-Abtrennung zeigt auf, wo und wie Wasserstoff aus einem Gemisch mit Erdgas abgetrennt werden kann, um sensible Gasanwendungen zu schützen.

Ziele und Methodik

Innerhalb der Forschungarbeiten sollten Szenarien identifiziert werden, die eine Reduzierung der Wasserstoffkonzentration im Erdgas erfordern. Ausgehend von einem Anteil von 10 Vol.-% Wasserstoff wurden Fallbetrachtungen zum Schutz einer Erdgastankstelle, eines Glaswerkes als industrieller Anwender und einer Gasturbine durchgeführt. Folgende Arbeitsschritte waren Bestandteil der Studie:

  • Definition des potenziellen Anwendungsbedarfes sowie Ermittlung der technischen Anforderungen
  • Darstellung der aktuellen technischen Möglichkeiten der Wasserstoffabtrennung oder -umwandlung (z.B. Adsorption, Membranen, chemische Umwandlung)
  • Prozessbetrachtungen sowie Definition von Prozessketten
  • Definition resultierender technischer Fragestellungen oder Herausforderungen z.B. in Bezug auf Abrechnungsprozesse oder Mengenmessung
  • Wirtschaftliche Bewertung der realisierbaren Verfahren und Definition von Technologieanforderungen

 

Abstract

Wasserstoff als Energieträger kann im vorhandenen Leitungsnetz der Erdgasversorgung transportiert werden. Die Beimischung zu Erdgas kann allerdings Probleme auf Anwenderseite verursachen und die Abtrennung von Wasserstoff erfordern, etwa bei Erdgastankstellen, Anlagen der Gasinfrastruktur oder industriellen Anwendungen.

Im Rahmen des Projekts wurden deshalb Szenarien identifiziert, die eine Reduzierung des Anteils von Wasserstoff im Erdgas verlangen. Diese zeigen, dass auf Grund der zunehmenden Zahl und Größe der geplanten Wasserstoffprojekte in Deutschland ein konkreter Bedarf gegeben ist. An erster Stelle wird momentan der Einsatz an Erdgastankstellen gesehen, da hier ein klarer Grenzwert existiert und diese im Netz weit verbreitet sind.

Relevante Technologien zum Schutz von Anlagen sind die Membrantechnik sowie die chemische Umwandlung des Wasserstoffs zu Methan (Methanisierung) oder Wasser (Oxidation). Die Prozessbetrachtungen ergaben eine hohe Vielfalt an Anlagenkonfigurationen und Einsatzbedingungen. Aufgrund des technologischen Standes und der Kosten sind derzeit die Membran-Trennverfahren zu favorisieren.

Den Gasnetzbetreibern emfiehlt die Studie, bereits jetzt potenziell problematische Punkte im Transport- und Verteilnetz zu identifizieren und diese bei zukünftigen Strategien zur Wasserstoffeinspeisung und Nutzung einzubeziehen. Weiterhin sollte das technische Regelwerk der Branche angepasst werden.

In Anbetracht der zunehmenden Relevanz des Themas hat der DVGW im April 2019 das Startsignal für die gebündelte und umfassende Weiterentwicklung technischer Regeln gegeben. Diese werden sowohl die Erzeugung, Einspeisung, Beimischung, Transport und Verteilung als auch die Speicherung von Wasserstoff in der Erdgas-Infrastruktur berücksichtigen.

 

Ansprechpartner
Bei Fragen zum Forschungsprojekt wenden Sie sich bitte an
Barbara Fricke
Hauptgeschäftsstelle / Technologie und Innovationsmanagement

Telefon+49 228 91 88-625
Forschung zum Thema Gasbeschaffenheit