ModuH2Pipe@BAM - Modulare Testplattform zur Sicherheit von Wasserstoffpipelines

Für den raschen Aufbau einer Wasserstoff-Infrastruktur in Europa soll neben der Errichtung neuer Pipelines auch auf die vorhandenen Gasnetze zurückgegriffen werden. Aus technischer Sicht stellen sich dazu eine Reihe von Fragen. Das deutsche und das europäische Erdgasnetz sind über viele Jahrzehnte gewachsen. Im Einsatz sind eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstoffe und Materialien, vor allem aber Stähle. Zum Teil ist unklar, wie gut sie für den Transport von Wasserstoff geeignet sind. Gleichzeitig stellen sich in einer künftigen Wasserstoffwirtschaft besondere Anforderungen an die Qualität des Wasserstoffs. Geklärt werden muss daher beispielsweise auch, wie stark der Einfluss von Rohrleitungen, die teils jahrzehntelang für Erdgas genutzt wurden, auf die Reinheit des durchgeleiteten Wasserstoffs sein wird.

Die BAM schafft mit dem Projekt ModuH2Pipe@BAM im Kompetenzzentrum H2Safety@BAM erstmals in Europa eine modulare Testplattform, welche die Betrachtung sicherheitstechnischer Fragestellungen im Realmaßstab und zugleich unter kritischen Bedingungen erlaubt, die sich im Zusammenhang mit Wasserstoff- und Wasserstoff-Erdgas-Pipelines stellen. Ziel ist, Gasnetzbetreibern u.a. ein Dienstleistungsangebot zur Verfügung zu stellen, welches die umfassende Beantwortung dieser sicherheitstechnischen Fragestellungen ermöglicht.

Die Testplattform ModuH2Pipe@BAM wird auf dem BAM Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) stehen und ermöglicht es erstmals, Pipelines und ihre Komponenten unter realistischen und zugleich extremen Betriebsbedingungen systematisch zu testen. Die Plattform integriert zwei Module die für die Untersuchung von Bauteilen (Dichtungen, Ventile etc.) und Pipelinesegmenten im Originalmaßstab ausgelegt sind.

Mit dem Modul „H2Compatibility and Quality“ werden Bauteile thermisch und zyklisch belastet, um sie so beschleunigt zu konditionieren, d.h. eine lange Nutzung zu simulieren. In nachfolgenden materialanalytischen Untersuchungen an den Bauteilen, wird dann der Einfluss von Wasserstoff auf die verwendeten Stähle, Dichtungen etc. untersucht.

Die Herzstücke in dieser Anlage sind zwei 5m lange, frei konfigurierbare Rohrabschnitte mit Nenndurchmessern bis 1400 mm. Mit der Anlage lassen sich starke Druckschwankungen oder hohe Durchflussmengen simulieren: Dabei werden Rohrleitungen wiederholt Drücken zwischen 10 bar und 85 bar ausgesetzt, um Lastwechsel im Betrieb eines Pipelinenetzes nachzustellen. Auch Verunreinigungen lassen sich gezielt beimischen, um mögliche Degradations- und Versagensmechanismen von Werkstoffen oder die Funktion von Komponenten zu untersuchen. 

Im Fokus stehen dabei nicht nur die Werkstoffe – auch Fertigungs-, Schweiß- und Reparaturverfahren sollen erprobt und validiert werden. Zur Überwachung der Pipelines und Komponenten werden zerstörungsfreie Prüfverfahren unter realen Bedingungen getestet und weiterentwickelt. Die gewonnen Daten können wiederum genutzt werden, um Diagnostik- und Entscheidungswerkzeuge, z.B. in Bezug auf die Restlebensdauer oder Wartungszyklen, zu entwickeln.

Mit Modul „H2Safety“ lassen sich sicherheitskritischen Fragestellungen untersuchen: Bauteile, wie Rohrleitungen oder Armaturen, können unter Drücken bis 900 bar – weit über die normalen Betriebsgrenzen hinaus – getestet werden. Im Falle eines Versagens können die Auswirkungen genau analysiert werden. Auf dieser Grundlage können Schutzmaßnahmen und -Sicherheitskonzepte gezielt verbessert und weiterentwickelt werden.

Mit der in Deutschland und Europa einzigartigen Prüfinfrastruktur trägt die BAM dazu bei, den Wissens- und Technologietransfer im Bereich Wasserstoffsicherheit zu beschleunigen. Durch die Weiterentwicklung von Regelwerken, Standards und Normen soll ein sicherer Betrieb der zukünftigen Wasserstoffinfrastruktur gewährleistet und der Markthochlauf von Wasserstofftechnologien beschleunigt werden.
 

Partner

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)

Becker Technologies GmbH

Förderung

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)