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18.11.2020

Energiewende in der Industrie: PTB testet Messverfahren für Wasserstoff

PTB und Salzgitter Flachstahl vereinbaren Kooperation

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.

© Salzgitter AG

Das Wissen um eine geeignete Wasserstoff-Mengenmesstechnik, mit der sich industrielle Produktionsprozesse überprüfen und steuern lassen, ist jedoch noch lückenhaft. Aus diesem Grund haben die Salzgitter Flachstahl GmbH und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) einen Kooperationsvertrag geschlossen. Ziel ist es, 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 Klimaschutzpotential in großem Maßstab zu nutzen.

Der Salzgitter-Konzern ist auf dem Weg hin zu einer CO2 -armen Stahlproduktion. Im Rahmen des Innovationsprojekts „SALCOS – Salzgitter Low CO2 -Steelmaking“ nimmt die Salzgitter Flachstahl GmbH gerade einen Hochtemperatur-Elektrolyseur in Betrieb. Es ist die weltweit leistungsstärkste Anlage ihrer Art, die in großindustrielle Prozesse eingebunden ist. Des Weiteren wird in Kürze eine 2,5 MW PEM-Elektrolyse am gleichen Standort in Betrieb gehen. Die Elektrolyseure erzeugen mit Hilfe regenerativen Stroms CO2 -neutralen Wasserstoff.

Messstrecke für Messungen unter Realbedingungen

Die Anlage erhält eine Messstrecke, die die PTB für Messungen unter Realbedingungen nutzen wird. Mit einem Durchfluss von rund 1000 Kubikmetern gasförmigen Wasserstoffs pro Stunde im Normzustand bietet die Messtrecke die Möglichkeit, Messgeräte wirklich 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 Prüfstandes 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. 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.

Kleine Messfehler - große Wirkung

Wegen des zunehmenden Einsatzes von Wasserstoff können bereits kleine Messfehler große wirtschaftliche Nachteile verursachen. Dies betrifft sowohl die Messung von Prozessgasen als auch Messungen im Zusammenhang mit der Wasserstoffeinspeisung in das Erdgasnetz und der eichpflichtigen Abrechnung der Verbraucher.

Redaktion QZ
qz <AT> hanser.de

PTB

Unternehmensinformation

Physikalisch-Technische Bundesanstalt - PTB

Bundesallee 100
DE 38116 Braunschweig
Tel.: 0531 592-3005
Fax: 0531 592-3008

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