Messverfahren für Wasserstoff im Test
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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