Technologie

Messverfahren für Wasserstoff im Test

16.11.2020 - Bereits kleine Messfehler können große wirtschaftliche Nachteile verursachen.

Wasserstoff gewinnt nicht nur als klima­neutraler Energie­träger zunehmend an Bedeutung, sondern auch als erneuer­bares Prozess­gas in der Stahl­her­stellung. Wird der Wasser­stoff mithilfe regenerativ erzeugten Stroms herge­stellt, lassen sich bei der Stahl­pro­duktion erheb­liche Mengen an CO2-Emissonen vermeiden. Das Wissen um eine geeignete Wasser­stoff-Mengen­mess­technik, mit der sich indus­trielle Produk­tions­prozesse über­prüfen und steuern lassen, ist jedoch noch lücken­haft. Für bestimmte Mess­geräte wie Ultra­schall-Gaszähler steht bereits fest, dass eine grund­legende Opti­mierung des Designs für Anwen­dungen mit reinem Wasser­stoff unumgäng­lich ist. Coriolis­zähler eignen sich grund­sätz­lich für die Messung von Gas­mengen, wegen der geringen Dichte von Wasser­stoff wirken sich Einfluss­größen wie die Temperatur jedoch stärker auf das Mess­ergebnis aus, als dies bei anderen Prozess­gasen wie Stick­stoff der Fall ist. Ob Coriolis­gas­zähler ebenso wie andere etab­lierte Gas­mess­techniken die nötige Genauig­keit und Verläss­lich­keit liefern, muss sich daher erst heraus­stellen.

 

Wegen des zunehmenden Einsatzes von Wasser­stoff können bereits kleine Mess­fehler große wirt­schaft­liche Nach­teile verursachen. Das betrifft sowohl die Messung von Prozess­gasen als auch Messungen im Zusammen­hang mit der Wasser­stoff­ein­speisung in das Erdgas­netz und der eich­pflich­tigen Abrechnung der Verbraucher. Aus diesem Grund haben die Salz­gitter Flach­stahl GmbH und die Physi­ka­lisch-Tech­nische Bundes­anstalt PTB einen Koopera­tions­vertrag geschlossen mit dem Ziel, bereits verfüg­bare Mess­technik auf ihre Eignung und Eigen­schaften zu prüfen und Mess­ver­fahren weiter­zu­entwickeln. Dieses Wissen kann über die Stahl­produk­tion hinaus in alle zukünf­tigen Einsatz­gebiete von Wasser­stoff ein­fließen und helfen, sein Klima­schutz­potenzial in großem Maßstab zu nutzen.

Im Rahmen des Innovations­projekts „SALCOS – Salz­gitter Low CO2-Steel­making“ nimmt Salz­gitter Flach­stahl den welt­weit leistungs­stärksten Hoch­temperatur-Elektro­lyseur in Betrieb. Die Anlage erhält eine Mess­strecke, die die PTB für Messungen unter Real­bedingungen nutzen wird. Mit einem Durch­fluss von etwa tausend Kubik­metern gas­förmigen Wasser­stoffs pro Stunde im Norm­zustand bietet die Mess­strecke die Möglich­keit, Mess­geräte praxis­nah und im Dauer­betrieb zu testen.

Diese Versuche unter realen Bedingungen ergänzen andere wasser­stoff­bezogene Forschungs­projekte, die die PTB mit weiteren Industrie­partnern und europä­ischen Forschungs­institu­tionen betreibt. Dazu gehören unter anderem der Aufbau eines umfang­reichen Prüf­stands sowie die Weiter­entwick­lung von europa­weiten Normen und Standards. Im Rahmen des Projektes will die PTB herkömm­liche Gaszähler auf ihre Eignung zur Messung von reinem Wasser­stoff testen und vergleichende Unter­suchungen mit Erdgas und Luft durch­führen.

PTB / RK

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