Sicherheit von Energieträgern
FACHBEREICH 2.1
Der Fachbereich erforscht und entwickelt im Kontext der Prozess- und Anlagensicherheit Lösungen für den sicheren Umgang mit Energieträgern, insbesondere Wasserstoff und seinen Derivaten. Hierbei wird ganzheitlich der sichere Betrieb von Wasserstoffanlagen bzw. Anlagen mit den Energieträgern bewertet. Besonderer Fokus liegt auf den Themen Explosionsschutz sowie Auswirkungsbetrachtungen bei Stoff- und Energiefreisetzungen. Aus der Kombination experimenteller Ergebnisse (Labor- und Realmaßstab) mit validierten Modellen werden Anlagensicherheitskonzepte überprüft, weiterentwickelt und Auswirkungsbetrachtungen bei komplexen Szenarien in Anlagen und Systemen erstellt, so dass unerwünschte Ereignisse vermieden bzw. ihre Folgen begrenzt werden können. Neben klassischen Safety-Szenarien werden auch Security-Aspekte betrachtet, die nicht nur im Kontext der Prozess- und Anlagensicherheit stehen.
Ein weiteres Thema ist die Sicherheit von Sauerstoffanlagen. Sauerstoff ist kein Energieträger, muss aber gerade im Kontext der Wasserstoffherstellung nun auch abseits der klassischen Anwendungsgebiete in neuen Bereichen sicher verwendet werden. Grundvoraussetzung ist die Eignung der eingesetzten Materialien und Armaturen bei den Betriebsbedingungen.
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Kompetenzen
- Ganzheitliche Auswirkungsbetrachtungen bei Stoff- und Energiefreisetzungen im Realmaßstab, auch in komplexen Szenarien
- Sicherheitstechnische Eigenschaften von primären und sekundären Energieträgern
- Explosionsschutz und Störfallsimulation
- Sicherheit von Sauerstoffanlagen
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Arbeitsschwerpunkte
- Sicherheitstechnische Forschung im Zusammenhang mit primären und sekundären Energieträgern, insbesondere Wasserstoff und dessen Derivaten
- Explosionsschutz und sicherheitstechnische Eigenschaften von Energieträgern bei Prozessbedingungen
- Gasfreisetzung, -ausbreitung, Entzündung und Auswirkungen
- Wasserstoff-Freistrahlfreisetzungen und -flammen
- Mechanische Schlagvorgänge als Zündquelle
- Explosionsfähige aufgewirbelte Stäube und hybride Staub-Gas-Gemische
- Entzündungsvorgänge von abgelagerten Stäuben
- Ganzheitliche, experimentelle Auswirkungsbetrachtungen im Realmaßstab in Szenarien mit Schwerpunkt auf Stoff- und Energiefreisetzungen (zivile Sicherheitsforschung)
- Sicherheit von nichtmetallischen Materialien sowie von Armaturen und Anlagenteilen mit flüssigem und gasförmigem Sauerstoff
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Angebotsspektrum/Technische Ausstattung
- Sicherheitstechnische Untersuchungen an Anlagen und Anlagenteilen, vom Technikums- bis zum Realmaßstab auf dem BAM TTS
- Wasserstoff-Freistrahlfreisetzungen und -flammen bei Druckstufen bis 950 bar
- Explosionsdruckentlastung in Behältern bis 60 m³
- Bestimmung von sicherheitstechnischen Kenngrößen von Gasen (wie z.B. Explosionsgrenzen, Zündtemperaturen oder Explosionsdrücke) nach europäischen und internationalen Normen
- Einlagerung von Werkstoffproben in Wasserstoffatmosphären bis 1000 bar und 200°C
- Untersuchung sicherheitstechnischer Eigenschaften von Gasen bei Prozessbedingungen (bis 30 bar und 300 °C)
- Untersuchung des Entzündungs-, Brand- und Explosionsverhaltens aufgewirbelter und abgelagerter Stäube und Schüttgüter sowie hybrider Staub-Gas-Gemische
- Erstellen sicherheitstechnischer Stellungnahmen
- Numerische Simulationen
- Sauerstoff-Druckstoßprüfungen von Armaturen, Schläuchen und sonstigen Anlagenteilen auf Ausbrennsicherheit
- Reaktionsfähigkeit nichtmetallischer Materialien bei Einwirkung von Sauerstoff-Druckstößen
- Zündtemperatur, Alterungsbeständigkeit und Flanschprüfung nichtmetallischer Materialien in Sauerstoff
- Reaktionsverhalten nichtmetallischer Materialien mit flüssigem Sauerstoff bei Schlageinwirkung
- Umfassende Messtechnik zur Erfassung relevanter Messgrößen, u. a. Druck, Temperatur, Wärmestrahlung und Gaskonzentrationen im Freifeld unter realmaßstäblichen Bedingungen als Grundlage der Auswirkungsbetrachtung
- Stoßwellengenerator
- Bild- und Videodokumentation (5K, UAV, High-Speed, Wärmebild)
- Rohrstrecken mit Nennweiten bis DN 300/500, Nenndrücken bis PN 2000 und variablen Längen bis 44 m, T-Stücken, Bögen und Reduzierstücken
- Autoklaven mit Raumvolumen bis 60 m³ mit unterschiedlichen Nenndrücken, Betriebstemperaturen und L/D-Verhältnissen, teilweise mit Druckentlastungseinrichtungen und optischen Aufbauten
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Publikationen des Fachbereichs
In der Datenbank PUBLICA finden Sie Veröffentlichungen von Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen der BAM.
Veröffentlichungen des Fachbereichs Sicherheit von Energieträgern in PUBLICA
Kontakt
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Dr. rer. nat. Kai Holtappels
Die BAM ist eine wissenschaftlich-technische Bundesoberbehörde
im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.
