Der DVGW fördert das Gas- und Wasserfach in allen technisch-wissenschaftlichen Belangen. In seiner Arbeit konzentriert sich der Verein insbesondere auf die Themen Sicherheit, Hygiene, Umwelt- und Verbraucherschutz. Mit der Entwicklung seiner technischen Regeln ermöglicht der DVGW die technische Selbstverwaltung der Gas- und Wasserwirtschaft in Deutschland. Hierdurch gewährleistet er eine sichere Gas- und Wasserversorgung nach international höchsten Standards. Der im Jahr 1859 gegründete Verein hat rund 14.000 Mitglieder. Hierbei agiert der DVGW wirtschaftlich unabhängig und politisch neutral
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18. November 2021
Wasserstoff-Leitprojekte - Projektlaufzeit: 04.2021 – 03.2025
Fördermittelansatz GET H2 TransHyDE: 11,6 Millionen Euro
Projektpartner: Adlares, DVGW-EBI, Evonik, Meter-Q Solutions, Nowega, OGE, Rosen, RWE, Universität Potsdam, sowie assoziierter Partner Sunfire.
Das Vorhaben ist Teil des Wasserstoff-Leitprojektes TransHyDE, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt 139 Millionen Euro gefördert wird.
Zuwendungsgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Die drei Wasserstoff-Leitprojekte sind ein zentraler Beitrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) zur Umsetzung der Nationalen Wasserstoffstrategie. In Summe bilden sie die größte Förderinitiative des Bundesforschungsministeriums zum Thema Energiewende überhaupt. Sie setzen einen entscheidenden Impuls für Deutschlands Einstieg in die Wasserstoffwirtschaft.
Adlares GmbH
Die ADLARES GmbH ist ein kleines Unternehmen mit langjähriger Expertise im Bereich der Entwicklung und dem Betrieb von luftgestützten Fernerkundungssystemen. ADLARES entwickelte und betreibt die CHARM®-Technologie, mit deren Hilfe kleinste Lecks in Erd-gaspipelines mittels eines helikoptergestützten DIAL (Differentielles Absorptions-LIDAR) kleinste Lecks detektiert werden können. Diese Dienstleistung wird aktuell in verschiedenen Europäischen Ländern angeboten und durchgeführt. ADLARES beschäftigt 13 Mitarbeiter und hat Expertise im Bereich der Entwicklung von Lasern und Lasersystemen, Soft-wareentwicklung, Systemintegration und Geodatenmanagement.
DVGW-Forschungsstelle am EBI des KIT als Vertreter des DVGW e.V.
Die DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut ist eine Forschungseinrichtung des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches e. V. am Karlsruher Institut für Technologie. In den Bereichen Gastechnologie, Gasanwendung und Wasserchemie und Wassertechnologie arbeiten ca. 75 Mitarbeiter an aktuellen praxisnahen gas- und wasserfachlichen Themen. Einen wichtigen Schwerpunkt der Forschungsarbeiten im Bereich Gastechnologie stellen die Erzeugung, Aufbereitung und Einspeisung von Wasserstoff und Methan aus regenerativen Quellen dar. Weiterhin werden netztechnische und systemische Fragestellungen zur Rolle der Erdgasinfrastruktur bei der Energiewende bearbeitet. Im akkreditierten Brennstofflabor werden Probenahme- und Analysenmethoden für chemische Energieträger mit Fokus auf Gase entwickelt. Das akkreditierte Prüflaboratorium Gas prüft gasführende Materialien, Bauteile und Komponenten sowie Gasanwendungen.
Evonik Industries AG
Evonik ist ein weltweit führendes Unternehmen der Spezialchemie. Der Konzern ist in über 100 Ländern aktiv und erwirtschaftete 2020 einen Umsatz von 12,2 Mrd. € und einen Gewinn (bereinigtes EBITDA) von 1,91 Mrd. €. Dabei geht Evonik weit über die Chemie hinaus, um den Kunden innovative, wertbringende und nachhaltige Lösungen zu schaffen. Mehr als 33.000 Mitarbeiter verbindet dabei ein gemeinsamer Antrieb: Wir wollen das Leben besser machen, Tag für Tag.
Die Division Technology & Infrastructure bündelt Expertise rund um die Chemieproduktion und ist Treiber von Innovation und Digitalisierung im produktionsnahen Umfeld. Mit Kompetenz, fachlicher Exzellenz und Kreativität bieten rund 8.000 Mitarbeiter alle Dienstleistungen über den gesamten Lebenszyklus einer Chemieanlage und entlang der Supply Chain.
Meter-Q Solutions GmbH
Meter-Q Solutions GmbH, gegründet 2014 mit Sitz in Butzbach, ist Ingenieurbüro, Systemlöser und Planer, der im Markt mit den Schwerpunkten eichpflichtige Gasbeschaffen-heitsmessung, regelungstechnische Lösungen für Gasmisch- und Konditionierungsanlagen, Sonderlösungen für die Kalibrierung und Messtechnik in der Erdgasbranche agiert. Die beiden Gründer des Unternehmens (Jost Körte und Dr. Achim Zajc) sind seit mehreren Jahrzenten in diesem Geschäft tätig und sind seitens der Kunden sehr bekannt und als Experten akzeptiert.
Nowega GmbH
Die Nowega GmbH ist ein Fernleitungsnetzbetreiber mit Sitz in Münster. Das Tochterunternehmen der Erdgas Münster GmbH betreibt, wartet und vermarktet rund 1.500 Kilometer Gashochdruckleitungen. Das Leitungsnetz erstreckt sich von der niederländischen Grenze quer durch Niedersachsen und Teile Nordrhein-Westfalens bis in das Wendland und ist Teil der innereuropäischen Transportwege für Erdgas.
Open Grid Europe GmbH
OGE ist einer der führenden Fernleitungsnetzbetreiber Europas. Mit unserem rund 12.000 Kilometern Leitungsnetz transportieren wir Gas durch ganz Deutschland und sind aufgrund unserer geographischen Lage das Verbindungsstück für die Gasflüsse im europäischen Binnenmarkt. Unsere 1.450 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter stehen für Versorgungssicherheit. Wir stellen unser Netz allen Marktteilnehmern diskriminierungsfrei, marktgerecht und transparent zur Verfügung. Wir gestalten Energieversorgung. Heute und im Energiemix der Zukunft.
Rosen Germany GmbH / Rosen Technology and Research Center GmbH
Die ROSEN-Gruppe ist ein führendes Familien-Unternehmen für Inspektionsgeräte für In-dustrieanlagen und Rohrleitungen, das 1981 von Hermann Rosen gegründet wurde. Über die letzten 35 Jahre wuchs ROSEN organisch und ist heute eine weltweit in über 120 Ländern operierende Technologiegruppe mit über 3.100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Wir bieten als weltweit führender Anbieter innovative, zuverlässige und wettbewerbsfähige Lösungen für verschiedenste Industrien wie Öl und Gas, Energie, Prozess, Bergbau, fertigende Industrie, Telekommunikation und Transport. Der Bereich Asset Care ist
der Bereich, in dem die meiste Erfahrung innerhalb der ROSEN Gruppe vorliegt und ist vor allem durch die Pipeline-Inspektion bekannt. Die Inspektionsgeräte werden selbst ent-wickelt, entworfen und hergestellt.
RWE Generation SE
Mit ihren Kraftwerken in Deutschland, Großbritannien und den Niederlanden produzieren die rund 3.000 Beschäftigten der RWE Generation Strom vor allem aus Gas, Wasserkraft und Biomasse. Das Unternehmen steht mit seinen Gaskraftwerken auf Platz 3 in Europa. In der RWE Generation bündelt der RWE-Konzern seine Wasserstoffaktivitäten. RWE treibt mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft über 30 Forschungs- und Entwicklungsprojekte voran.
Universität Potsdam
Grundlagen- und Anwendungsforschung in Photochemie und -physik, Laserspektroskopie und optischer Sensorik sind die Kernkompetenzen von UPPC. Die hervorragende F&E-Infrastruktur verbunden mit einer erstklassigen instrumentellen Ausstattung sowie die ausgeprägte interdisziplinäre Anlage der Forschungsthemen zeichnen UPPC als exzellenten Forschungspartner aus. Derzeit sind ca. 50 Mitarbeiter/innen an 15 F&E-Vorhaben mit regionalen, nationalen und internationalen Forschungs- und Industriepartnern beteiligt. Bisherige Arbeiten UPPC zu Gassensorik umfassen NIR- und Cavity Ringdown-Spektroskopie, die Aufklärung elementaren Gasphasenreaktionen mit laserbasierter Ionenmobilitäts (IM)-Spektrometrie sowie Untersuchung neuer Materialien für Elektrolyse und H2-/PEM-Technologien.
Verbundprojekt GET H2TransHyDE
Die vorhandene Erdgastransportinfrastruktur wird ein wesentlicher Bestandteil beim Import und dem innereuropäischen Transport von Wasserstoff sein. Sowohl auf europäischer als auch auf nationaler Ebene liegen umfangreiche Planungen für den Aufbau eines Wasserstofftransportnetzes vor. Ein Großteil dieses Leitungssystems wird aus umgestellten Erdgasnetzen bereitgestellt werden aber auch neue Netze und Anlagen müssen aufgebaut werden.
Im Verbund GET H2 TransHyDE gehen wir grundlegenden technischen und operativen Fragestellungen im Rahmen von sieben Arbeitspaketen nach, die für den Aufbau und Betrieb einer sicheren und zuverlässigen H2-Infrastruktur für gasförmigen Wasserstoff essentiell sind.
Dazu wird ein 130 m langer Pipelineloop aufgebaut (AP 2), um messtechnische und betriebliche (AP 3) sowie werkstoffseitige (AP 4) Aspekte für den leitungsgebundenen Wasserstofftransport unter realitätsnahen Randbedingungen zu untersuchen. Mit der Leitungsüberwachung durch H2-Ferndetektion (AP 5) zur Leckageortung per Helikopter und der intelligenten Molchung (AP 6) werden auch sicherheitstechnische Fragestellungen bearbeitet. Für die Einspeisung, den Transport und die Speicherung von Wasserstoff werden Verdichterkonzepte entwickelt und evaluiert (AP 7).
Bisher konnten wir folgende Ergebnisse und Erkenntnisse erzielen:
Im Rahmen des AP 2 wurde auf dem Gaskraftwerksgelände in Lingen eine 250 kW Hochtemperatur-Elektrolyse in Betrieb genommen, die die Versuchspipeline mit Wasserstoff versorgen soll. Deren Aufbau ist abgeschlossen. Aktuell werden die Rohrleitungen für den Closed-Loop freigelegt und fertig gestellt, bevor Anfang 2024 noch das Gebläse für die Transportverdichtung geliefert und in Betrieb genommen werden kann.
Für die Gasbeschaffenheitsmessung wurde einerseits in AP 3 ein Mikro-GC-System entwickelt, andererseits am Markt verfügbare Mess- und Analysegeräte beschafft, die in einem speziell konzeptionierten Labor getestet werden. Darüber hinaus wurde für die adsorptive Entfernung von Verunreinigungen bei sensiblen Abnehmern ein Aufreinigungscontainer aufgebaut. Zur Identifizierung geeigneter Adsorbentien werden Screeningversuche im Labor durchgeführt. Die hierbei vielversprechendsten Adsorbtien werden dann im Aufreinigungscontainer unter realitätsnahen Bedingungen getestet. Weiterhin werden in AP 3 Turbinenradgaszähler als Vorbereitung für eine eichamtliche Zulassung getestet.
In AP 4 werden Werkstoffe aus Bestands- und Neuanlagen für den Wasserstoffeinsatz getestet. Eine Literaturrecherche ergab, dass der Einfluss von Betriebsbelastungen unter H2-Atmosphäre bislang nicht hinreichend geklärt wurde. Deshalb wird derzeit ein Werkstoffteststand in die Versuchspipeline integriert, mit dem betriebsbelastete Rohrstücke aus Bestandsleitungen mit neu gefertigten verglichen werden können.
Die luftgestützte Überprüfung von Gasleitungen ist ein wichtiger Bestandteil zur Überwachung von Gastransportleitungen. Im AP 5 wird ein Laser-Messsystem entwickelt, mit dem Leckagen aus 100 bis 150 m Höhe detektiert und in ein Luftfahrzeug integriert werden kann. Das dafür verwendete Verfahren basiert auf der Raman-Streuung von UV-Strahlung an Wasserstoff.
Für die Leitungs-Innen-Inspektion unter Wasserstoffatmosphäre wurde in AP 6 als vorbereitende Maßnahme eine Erdgasbestandleitung mittels Ultraschallverfahren in Wasser als Koppelmedium auf Korrosion und Risse überprüft. Hierbei wurden keine schwerwiegenden Fehlstellen erkannt. Die Passierbarkeit der Leitung wurde im Rahmen einer sogenannten Nullmolchung durch einen Geometriemolch nachgewiesen. Für die Referenzinspektion unter H2-Atmosphäre soll ein neu zu entwickelnder Electromagnetic Acoustic Transducer-Molch ( „EMAT“-Molch) zum Einsatz kommen, welcher ohne Koppelmedium in der Lage ist, rissartige Fehlstellen zu detektieren. Im Rahmen der Entwicklungsarbeiten wurden Strömungssimulationen anhand der gewonnenen realen Leitungsdaten vorgenommen, da das Laufverhalten in Wasserstoff gegenüber Erdgas aufgrund der deutlich geringeren Dichte merklich dynamischer ist. Dies macht eine optimierte Bau- und Fahrweise notwendig. Darüber hinaus ergaben Materialprüfungen, dass die am Molch verbauten Magnete vor H2-Atmosphäre geschützt werden müssen.
Um eine H2-Quelle an das Transportsystem anschließen zu können (AP 7), müssen die Gasqualität und das Druckniveau zusammenpassen. Hierfür wird als Einspeiseeinheit eine Gasdruckregel- und Messanlage („GDRM“-Anlage) benötigt, in der der Wasserstoff verdichtet und der Durchfluss gemessen wird. Für diese Aufgabe wurde eine standardisierte und modulare Wasserstoffeinspeiseanlage konzipiert und eine ökonomische Betrachtung durchgeführt. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt ist die Konzeptionierung von Verdichteranlagen für den H2-Transport. Aufbauend auf Netzsimulationen wurden Spezifikationen für Maschinen erstellt und die Produktportfolios sowie die erwarteten Entwicklungen der nächsten Jahre mit Herstellern evaluiert.
Mit den Untersuchungen schaffen wir wichtige Grundlagen für den Aufbau und Betrieb von umgestellten und neuen Wasserstoff-Transportleitungen, die in das DVGW Regelwerk und die betriebliche Praxis einfließen werden.
Das BMBF-Leitprojekt TransHyDE:
Das Leitprojekt TransHyDE bewertet und testet Wasserstoff-Transportlösungen. Denn ohne eine geeignete Transport-Infrastruktur kann eine Wasserstoffwirtschaft nicht funktionieren. Bisher ist allerdings noch unklar, welche Transport-Lösung am besten wo in welchem Umfang eingesetzt werden wird. Das Projekt TransHyDE treibt daher in Demonstrations-Projekten vier Transporttechnologien weiter voran: (1) den Wasserstofftransport in Hochdruckbehältern, (2) den Wasserstoff-Flüssig-Transport, (3) den Wasserstoff-Transport in bestehenden und neuen Gasleitungen sowie (4) den Transport von in Ammoniak oder dem Trägermedium LOHC gebundenem Wasserstoff.
Zusätzlich dazu widmet sich das Projekt dem Wasserstoff-Transport in fünf wissenschaftlichen Projekten und schafft damit den systemischen Rahmen. Die wissenschaftlichen Projekte befassen sich mit (1) der Erstellung einer Roadmap, wie eine umfassende Wasserstoff-Infrastruktur zukünftig aussehen könnte, (2) der Erarbeitung möglicher Standards, Normen und Sicherheitsvorschriften von Wasserstoff-Transporttechnologien, (3) der Sicherheit von Wasserstoff-Transport-Technologien (Materialien, Werkstoffe und Sensorik), (4) der effizienten Lösung von Wasserstoff aus Ammoniak und (5) dem Betanken von Behältern mit flüssigem Wasserstoff (tiefkalt).
Projektvolumen insgesamt: ca. 181 Mio. €,
Förderung: ca. 135 Mio.
Projektpartner: 83 + ca. 20 assoziierte Partner
Zuwendungsgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Die drei Wasserstoff-Leitprojekte sind ein zentraler Beitrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) zur Umsetzung der Nationalen Wasserstoffstrategie. In Summe bilden sie die größte Förderinitiative des Bundesforschungsministeriums zum Thema Energiewende überhaupt. Sie setzen einen entscheidenden Impuls für Deutschlands Einstieg in die Wasserstoffwirtschaft.
Die DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut ist mit den folgenden Themenschwerpunkten an 3 der 9 Verbundprojekte beteiligt:
