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Windrad mit Power-to-Gas-Anlage und einer Wasserstoff-Einspeiseanlage im Vordergrund

01. April 2020

H2-Membran

Errichtung und Betrieb einer Pilotanlage zur Testung von Membranen für die Erdgas- Wasserstofftrennung am Standort Prenzlau (G 201920)
H2-Einspeiseanlage in Prenzlau; © ONTRAS
Forschungsprojekt
Projektbeschreibung

Projektlaufzeit: 04.2020 - 03.2022

Projektstatus: laufend

Förderkennzeichen: G 201920

Im Projekt H2-Membran wird in einer Pilotanlage untersucht, wie sich Wasserstoff mittels unterschiedlichen Membranen aus Erdgas-Wasserstoff-Gemischen wieder abtrennen lässt.

Ziele und Methodik

Ziel des Projektes ist die Ermittlung geeigneter Membranen für die Trennung von Wasserstoff und Erdgas aus einem Gasgemisch. Das Gesamtprojekt besteht aus zwei Teilen:

  1. Errichtung und Inbetriebnahme einer Pilotanlage zur Testung von Membranen hinsichtlich der Abtrennung von Wasserstoff aus Erdgas
  2. Durchführung von Versuchen mit Membranen unter Einbeziehung der Membranlieferanten

Mit den Versuchen sollen folgende Aspekte der Membranen geklärt werden:

  • Stabilität im Erdgas: Störkomponenten sind z.B. höhere Wasserstoff-Anteile, Wasser oder Schwefelverbindungen
  • Trenneigenschaften unter Realbedingungen: Im Realbetrieb ist die Trennung immer schlechter gegenüber den Laboruntersuchungen. Hinzu kommt, dass die Eingangskonzentrationen mit 10 bis 20 Vol.-% Wasserstoff relativ gering und anspruchsvoll für die Membranmaterialien sind
  • Reinheit der getrennten Gase: zu berücksichtigen sind u.a. die Anforderungen von Brennstoffzellen (mobil oder stationär)
  • Reale technische Umsetzung: Untersucht werden Faktoren wie Druckstufen, Fahrweisen, Vorreinigung, Kombination verschiedener Membranen etc.

 

Hintergrund

Wasserstoff als Energieträger kann im vorhandenen Leitungsnetz der Erdgasversorgung transportiert werden. Die Beimischung zu Erdgas von 10 bis 20 Vol.-% stellt für einige wasserstoffsensible Infrastrukturelemente jedoch eine Herausforderung dar – zum Beispiel Erdgastankstellen oder Anlagen der Gasindustrie. Der Wasserstoff muss dann gegebenenfalls aus dem Gasgemisch abgetrennt werden.

Das abgeschlossene DVGW-Projekt H2-Abtrennung hat gezeigt, dass lediglich die Membrantechnik sowie die Methanisierung geeignete Technologien zum Schutz sensibler Anlagen sind. Aufgrund des technologischen Stands und der Kosten sind momentan Membran-Trennverfahren die bessere Wahl. Die Membranmaterialien müssen jedoch noch in Pilotanlagen mit Realgas getestet werden.

Im Rahmen des Projekts H2-Membran wird untersucht, wie sich Wasserstoff mittels unterschiedlichen Membranen aus Erdgas-Wasserstoff-Gemischen wieder abtrennen lässt. In einer Pilotanlage in Prenzlau testen die Projektpartner, welche Membranen sich am besten für eine Wiedergewinnung des Wasserstoffs eignen, welche Mengen sich aus dem Gasstrom abtrennen lassen und welchen Reinheitsgrad dieser Wasserstoff erreicht. Die örtliche Power-to-Gas-Anlage der ENERTRAG liefert dazu mit Windstrom erzeugten, grünen Wasserstoff. Dieser wird über die vorhandene Einspeiseanlage mit bis zu 20 Vol.-% dem Erdgas im ONTRAS-Netz beigemischt. Die Pilotanlage soll im 2. Quartal 2020 in Betrieb gehen.

 

Ansprechpartner
Bei Fragen zum Forschungsprojekt wenden Sie sich bitte an folgenden Ansprechpartner
Frederik Brandes
Hauptgeschäftsstelle / Technologie und Innovationsmanagement

Telefon+49 228 91 88-844
Forschung zum Thema Gasbeschaffenheit