Projekt ModuH2Pipe@BAM - Modulare Testplattform zur Sicherheit von Wasserstoffpipelines

11.04.2023

• Gegenstand
• Ziel
• Methodik
• Partner + Förderer

Das Projekt widmet sich dem Aufbau einer Infrastruktur für die Untersuchung der Sicherheit von Wasserstoff- und Wasserstoff-Erdgas-Pipelines. Im Zuge der Umwidmung bestehender Gasnetze ergeben sich viele Fragen dazu, welchen Einfluss Wasserstoff auf die Materialien von Pipelines, Dichtungen und anderen Komponenten hat. Gleichzeitig muss analysiert werden, ob die Infrastrukturen selbst die Reinheit und Qualität von Wasserstoff beeinflussen können.

Die Testplattform ermöglicht es, praxisnah qualitäts- und sicherheitstechnische Fragestellungen rund um Wasserstoffpipelines durch Versuche im Realmaßstab zu beantworten. Dazu können Partner, wie z.B. Gasnetzbetreiber oder Hersteller, Pipelinesegmente, Dichtungen und andere Bauteile im Originalmaßstab in den drei Modulen der Testplattform unter Realbedingungen testen lassen und anschließend materialanalytische und gasanalytische Untersuchungen bei der BAM in Auftrag geben.

ModuH2Pipe@BAM umfasst drei Module:

• „H2Compatibility“ ermöglicht es, Bauteile im Originalmaßstab unter definierten Bedingungen zu betreiben für nachfolgende materialanalytische Untersuchungen.
• „H2Safety“ erlaubt es, Pipelinesegmente und andere Bauteile extremem Druck bis zum Versagen auszusetzen und anschließend materialanalytisch zu untersuchen.
• „H2Quality“ widmet sich dem Einfluss, den die Komponenten des Gasnetzes selbst auf die Qualität des transportierten Wasserstoffs haben können.
  

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

Für den möglichst raschen Aufbau einer Wasserstoff-Infrastruktur in Europa soll neben der Errichtung neuer Pipelines auch auf die vorhandenen Gasnetze zurückgegriffen werden. Aus technischer Sicht stellen sich dazu noch eine Reihe von Fragen. Das deutsche und das europäische Erdgasnetz sind über viele Jahrzehnte gewachsen. Im Einsatz sind eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstoffe und Materialien, vor allem aber Stähle. Zum Teil ist unklar, wie gut sie für den Transport von Wasserstoff geeignet sind. Gleichzeitig stellen sich in einer künftigen Wasserstoffwirtschaft besondere Anforderungen an die Qualität des Wasserstoffs. Geklärt werden muss daher beispielsweise auch, wie stark der Einfluss von Rohrleitungen, die teils jahrzehntelang für Erdgas genutzt wurden, auf die Reinheit des durchgeleiteten Wasserstoffs sein wird.

Die BAM schafft mit dem Projekt ModuH2Pipe@BAM im Kompetenzzentrum H2Safety@BAM erstmals in Europa eine modulare Testplattform, welche die Betrachtung sicherheitstechnischer Fragestellungen im Realmaßstab und zugleich unter kritischen Bedingungen erlaubt, die sich im Zusammenhang mit Wasserstoff- und Wasserstoff-Erdgas-Pipelines stellen. Ziel ist, Gasnetzbetreibern u.a. ein Dienstleistungsangebot zur Verfügung zu stellen, welches die umfassende Beantwortung dieser sicherheitstechnischen Fragestellungen ermöglicht.

Die Testplattform ModuH2Pipe@BAM wird auf dem BAM Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) stehen und integriert drei Module die für die Untersuchung von Bauteilen (Dichtungen, Ventile etc.) und Pipelinesegmenten im Originalmaßstab ausgelegt sind.

Mit dem Modul „H2Compatibility“ werden Bauteile thermisch und zyklisch belastet, um sie so beschleunigt zu konditionieren, d.h. eine lange Nutzung zu simulieren. In nachfolgenden materialanalytischen Untersuchungen an den Bauteilen, wird dann der Einfluss von Wasserstoff auf die verwendeten Stähle, Dichtungen etc. untersucht.

Das Modul „H2Safety“ erlaubt es Pipelinesegmente und andere Bauteile extremem Druck auszusetzen bis zum Versagen. So provozierte Schäden werden anschließend eingehend materialtechnisch untersucht.

Im Modul „H2Quality“ wird mittels spezieller Online-Gasanalytik untersucht, welche Auswirkungen Komponenten und Werkstoffe, die bereits für andere Energieträger wie z. B. Erdgas genutzt wurden, auf die Qualität des transportierten Wasserstoffs haben können. Des Weiteren wird Wasserstoff gezielt verunreinigt und so dessen Einfluss auf neue Materialien erprobt.

Mit der in Deutschland und Europa neuartigen Prüfinfrastruktur trägt die BAM dazu bei, den Wissens- und Technologietransfer im Bereich Wasserstoffsicherheit zu beschleunigen. Durch die Weiterentwicklung von Regelwerken, Standards und Normen soll ein sicherer Betrieb der zukünftigen Wasserstoffinfrastruktur gewährleistet und der Markthochlauf von Wasserstofftechnologien beschleunigt werden.

Partner

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

Förderung

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)