30. Juni 2022
Projektlaufzeit: 04.2021 - 06.2022
Projektstatus: abgeschlossen
Förderkennzeichen: G 202020
Projekt des DVGW-Innovationsprogramms Wasserstoff
Das Projekt wird durchgeführt von:
Eine schwankender Wasserstoffgehalt kann bei manchen Gasanwendungen, beispielsweise Gasturbinen, zu Problemen führen. Deshalb werden zukünftig Maßnahmen nötig, mit denen dieser gleichmäßig gehalten wird. Ein mögliches Konzepten ist die Dampfreformierung, die in variabler Menge Wasserstoff aus Erdgas erzeugen und dadurch den H2-Gehalt im Gasnetz konstant halten kann.
Die zentrale Fragestellung von H2-Reformer war, welche Vor- und Nachteile dieses Konzept zur Glättung des Wasserstoffanteils im Gasverteilnetz gegenüber anderen Verfahren aufweist. Hierfür wurden Informationen zu Potenzialen, Grenzen und Kosten der verfügbaren Reformer gesammelt und mit anderen Verfahren wie der Methanisierung oder der Abtrennung mit Membranen verglichen. Ebenso wurden die Effekte ermittelt, die der Einsatz von Reformern auf die Kosten des Gesamtsystems und auf die Integration erneuerbarer Gase hat.
Im Rahmen der Energiewende wird die Einspeisung von klimaneutralen Gasen in die Gasnetze zunehmen. Damit steigt auch der Anteil von Wasserstoff über das bisher geltende Maximum von 9,9 Volumenprozent hinaus. Viele Anwendungstechnologien tolerieren zwar grundsätzlich eine Beimischung von bis zu 20 Volumenprozent, reagieren aber sensibel auf eine schwankende Gasbeschaffenheit. Dies betrifft vor allem Gastechnologien wie Erdgas-Blockheizkraftwerke oder Turbinen. Für diese muss der Wasserstoffanteil möglichst konstant gehalten werden.
Um eventuelle Schwankungen zu reduzieren, werden aktuell verschiedene Verfahren diskutiert, unter anderem die Methanisierung von überschüssigem Wasserstoff oder die Abtrennung von Methan bzw. Wasserstoff mittels Membranen. Eine bisher weniger beachtete Möglichkeit ist der Einsatz von Reformern. Diese können über die Dampfreformierung variable Mengen Wasserstoff aus Erdgas erzeugen, mit denen sich die Wasserstoffanteile konstant halten ließen.
Im Projekt H2-Reformer wurde ermittelt, welche Vor- und Nachteile diese Reformer zur Glättung des Wasserstoffanteils gegenüber anderen Verfahren aufweist. Dabei hat sich gezeigt, dass eine Kombination mit anderen Elementen wie zum Beispiel Pufferspeichern sich dafür eignet, die Wasserstoffgehalte zu stabilisieren. Nachteilig ist jedoch, dass bei der Reformierung prozessbedingt CO2 freigesetzt wird, dessen Abtrennung mit zusätzlichem Aufwand verbunden ist. Um eine Abschätzung der Glättungskosten zu ermöglichen, wurden daher auch Optionen zur CO2-Abtrennung betrachtet, wobei Membranen hierbei ein großes Potenzial aufweisen. Aus technischer Sicht sind die Reformer insbesondere in der Übergangszeit vorteilhaft, wenn noch nicht ausreichend klimaneutraler Wasserstoff zur Verfügung steht.
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