Wie man die Qualität und Sicherheit einer Wasserstoff-Pipeline-Infrastruktur aufrechterhält

Die Bedeutung der Taupunktmessung bei der Wasserstofferzeugung

Wenn alles nach Plan läuft, wird die Entwicklung einer paneuropäischen Wasserstoffverteilungs- und -versorgungsinfrastruktur bis 2030 weit fortgeschritten sein. Der European Hydrogen Backbone (EHB) wird "fünf paneuropäische Wasserstoffversorgungs- und -importkorridore schaffen, die Industriecluster, Häfen und Wasserstofftäler mit Regionen mit reichlich Wasserstoffangebot verbinden". Ziel ist es, die Kohlenstoffemissionen zu verringern und gleichzeitig eine widerstandsfähige und sichere Versorgung aufzubauen.

Die EHB-Initiative wird derzeit von 31 Netzbetreibern unterstützt - eine Zahl, die stetig wächst - und deckt insgesamt 28 EU- und verbündete europäische Länder ab. Es wird erwartet, dass bis zum Jahr 2030 ein Angebot von 20,6 Mio. Tonnen Wasserstoff zur Verfügung stehen wird. Dieses Angebot wird aus einer Vielzahl von Quellen stammen, die von der Elektrolyse vor Ort (auf der Nachfrageseite) und der zentralen Wasserstofferzeugung aus eigenen erneuerbaren Energiequellen bis hin zum großtechnischen Einsatz von blauem Wasserstoff, Pipeline- und Schiffsimporten von Wasserstoffderivaten wie Ammoniak und Methanol reichen. Die fünf Korridore werden wahrscheinlich regionale Unterschiede widerspiegeln. So wird beispielsweise ein Verbundnetz aus Offshore-Windkraftanlagen, Wasserstoff-Großprojekten und Schiffsimporten rund um die Nordsee und in Nordeuropa durch Zentren für großvolumige, kostengünstige Produktion und Speicherung ergänzt werden, kostengünstige Produktions- und Speicherzentren in Südwesteuropa ergänzt werden.

Es wird erwartet, dass das Projekt bis zum Jahr 2040 ausgereift sein wird. Bis dahin wird ein hochentwickeltes, umfangreiches Netz vorhanden sein, wobei die EHB über 50.000 km Pipelines sichern wird, von denen etwa 60 % aus der bestehenden Infrastruktur wiederverwendet werden sollen. Bis 2040 soll der prognostizierte Jahresbedarf an Wasserstoff von 1.640 TWh gedeckt werden können.

Wasserstoffinitiativen sind nicht auf Europa beschränkt. In den USA beispielsweise wurde vor kurzem das Bipartisan Infrastructure Law unterzeichnet, das 8 Milliarden Dollar für die Entwicklung der Wasserstoffnutzung und die Einrichtung von "sauberen Wasserstoffzentren" im ganzen Land vorsieht. Auch Japan und Südkorea - neben vielen anderen Ländern - haben sich ehrgeizige Ziele für die Stromerzeugung mit Wasserstoff gesetzt und entwickeln aktiv Wasserstoff-Brennstoffzellen für den Verkehr. 

Wasserstoff: Produktion, Technologie, Messung und Kontrolle

Das rasch wachsende Interesse an Wasserstoff als grüner Energiequelle treibt auch neue Entwicklungen bei den Technologien für die Herstellung, den Transport, Messung und Kontrolle des gesamten Prozesses. 

Eine der langjährigen Herausforderungen war die Schwierigkeit des Transports von Wasserstoff von der Produktionsquelle zum Ort der Nutzung. Auch wenn dieses Problem mit der Inbetriebnahme von speziellen Pipelines und lokalen Standorten für erneuerbare Energien und Elektrolyse abnehmen wird, wird es noch einige Zeit dauern, bis sich hier etwas ändert. Bedenken Sie, dass derzeit mehr als 40 % des weltweit produzierten Wasserstoffs aus zentralen Methan-Dampfreformierungsanlagen stammt; in den USA liegt dieser Anteil bei etwa 90 %, wir haben also noch einen langen Weg vor uns, um dieses Modell zu ändern. 

Eine Lösung, die bereits erfolgreich erprobt wurde, ist die Einspritzung von Wasserstoff in Erdgas in Konzentrationen zwischen 5 % und 20 % am Ort der Erzeugung. Dieser kann dann über bestehende Pipelines vom Ort der Gewinnung zum Ort der Nutzung transportiert werden. Der Transport erfordert eine Kombination aus durchlässigen Membranen, um einen Reinheitsgrad von bis zu 90 % zu erreichen, wobei anschließend Druckwechseladsorptionsanlagen (PSA) eingesetzt werden, um den Reinheitsgrad auf über 99 % zu erhöhen. 

Unabhängig von der Methode der Wasserstofferzeugung und des Wasserstofftransports gibt es mehrere Schlüsselkriterien, die überwacht und gesteuert werden müssen, wenn die verschiedenen Produktionsprozesse sicher und effizient ablaufen sollen. Feuchte und Wasserstofftaupunkt sind zwei der wichtigsten Messparameter. Denn sie werden als Eingangsgrößen verwendet, um sicherzustellen, dass der Betrieb von Gastrocknungssystemen optimiert, Verunreinigungen minimiert und das Risiko von Korrosion und Schäden an nachgeschalteten Anlagen ausgeschlossen wird. 

Messung von Wasserstoff und Feuchtigkeitstaupunkt

Unser Angebot an Feuchte- und Taupunktmessgeräten wird in der gesamten Wasserstoffproduktionskette eingesetzt, von der Methandampfreformierung und der Wasserstoffeinspritzung in Erdgasströme bis hin zu Pipelinetransport, Membrantrennung, PSA und Trocknung. In jedem Fall werden Produkte wie unsere Easidew-Feuchtetransmitter , QMA601 Trace Moisture Analyzer und CDP301 Portable Dew-Point Tester bieten ein außergewöhnliches Maß an Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit. Für viele dieser Produkte sind auch eigensichere Versionen erhältlich, und die gesamte Produktpalette wird durch einen umfassenden technischen und anwendungsbezogenen Support unterstützt. 

Wenn Sie mehr über unser Angebot an Produkten für die Wasserstofferzeugung und -verteilung erfahren möchten, besuchen Sie uns bitte: Wasserstoff & Syngas

Mit fast 50 Jahren Erfahrung in der Entwicklung von innovativen Präzisionsinstrumenten sind wir die Anwendungsexperten für Taupunkt- und Gasmessungen für alle Wasserstoffanwendungen. Bitte Kontaktieren Sie unser Team noch heute, um Ihre Anforderungen zu besprechen.

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Quellen:

EHB-Bericht

Bipartisan Infrastructure Law

Natural Gas Reforming USA