Ausgabe 09/2020


Inhaltsverzeichnis

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Wasserstoff: Multitalent der Energiewende

Wasserstoff hat in den Diskussionen rund um die Energiewende lange Zeit kaum Beachtung gefunden. Nun jedoch gilt er plötzlich als Alleskönner der Energiewende – und das aus Sicht des DVGW völlig zu Recht.

von Philipp Ginsberg (DVGW-Hauptgeschäftsstelle)

Umstellung von bestehenden Erdgasleitungen zum Transport von Wasserstoff – Teil 1

Vor dem Hintergrund des Ausstiegs aus der Kernenergie und des geplanten Endes der Kohleverstromung zum Jahr 2038 stellt sich die Frage, wie die Energieversorgung in Deutschland zukünftig gewährleistet werden soll. Eine kostengünstige Möglichkeit, um in kurzer Zeit eine effektive und funktionierende Infrastruktur für den Transport von Wasserstoff aufzubauen, besteht darin, bestehende Pipelines, die zurzeit für den Erdgastransport genutzt werden, auf den Transport von Wasserstoff umzustellen. Im Rahmen des Beitrages wird ein „Leitfaden“ zu einer solchen Umstellung bestehender Gashoch-druckleitungen für den Betrieb mit Wasserstoff vorgeschlagen, welcher die dafür erforderlichen Voraussetzungen und Prüfungen beschreibt. Dieser Leitfaden könnte auch im Zusammenhang mit der notwendigen Überarbeitung relevanter Regelwerke als Orientierungshilfe dienen.

von Dr. Ulrich Marewski, Dr. Michael Steiner (beide: Open Grid Europe GmbH) & Christian Engel (TÜV NORD Systems GmbH & Co. KG)

Bruchmechanische Betrachtungen bei der Umstellung von Erdgasleitungen aus Stahl für den Transport von Wasserstoff

Die bereits bestehende deutsche Gasinfrastruktur bietet für die Einspeisung, die Verteilung sowie die Speicherung von Wasserstoff großes Potenzial. Gleichwohl ist bekannt, dass gelöster Wasserstoff im Werkstoff zu einer Versprödung der Rohrleitung führen kann [1]. Bei der Umstellung einer Erdgastransportleitung für den Transport von Wasserstoff bzw. wasserstoffreicher Gase muss dieser Punkt sorgfältig geprüft werden, um die Integrität der Leitung auch nach der Umstellung nicht zu gefährden. Dieser Beitrag greift die Aspekte der ASME B31.12–2019 [2] sowie der ASME BPVC- VIII-3–2019 [3] anhand eines Beispiels für die bruchmechanische Bewertung einer Erdgas- transportleitung unter Wasserstoffeinfluss auf. Dabei zielt der Text nicht auf eine umfassende „Fitness for Service“-Analyse ab, sondern fasst die Grundlagen des Wasserstoffeinflusses auf den Werkstoff zusammen und gibt darüber hinaus einen bruchmechanischen Ansatz, um die Lebensdauer bewerten zu können.

von Dr. Ken Wackermann (Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik), Otto Jan Huising (N.V. Nederlandse Gasunie), Dennis Hoeveler & Florian Adämmer (beide: Nowega GmbH)

Zum Literaturverzeichnis des Beitrags

Sektorenkopplung mit Gas im Rahmen des BMBF-Vorhabens SEKO – Teil 1: Forschungsinfrastruktur EnergyLab 2.0

Die Kopplung der bislang weitgehend unabhängig voneinander existierenden Sektoren Wärme, Strom, Industrie und Mobilität wird im Zuge der Energiewende eine wichtige Rolle spielen. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsvorhaben „SEKO“ arbeiten mehrere Institute aus unterschiedlichen Fachrichtungen am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) daran, zukünftige Herausforderungen bei der Sektorenkopplung zu identifizieren und Lösungsvorschläge zu finden. Das Institut für Technische Chemie und das Engler-Bunte-Institut kümmern sich dabei um eine ganzheitliche Simulation der Kopplung von Strom- und Erdgasnetz, die Einbindung industrieller Produktion in diese Kopplung sowie eine experimentelle Validierung und Erprobung mithilfe von Pilotanlagen und Systemsimulationen.

von Dr. Frank Graf, Simon Sauerschell, Praseeth Prabhakaran, Dr. Siegfried Bajohr, Julia Slama, Prof. Dr. Dieter Stapf & Prof. Dr. Thomas Kolb (alle: Karlsruher Institut für Technologie)

Das mikrothermische Messprinzip – eine gute Wahl für zukunftssichere Gaszähler für Erdgas-Wasserstoff-Gemische

Der Europäische Green Deal [1] ist der strategische Plan, mit welchem die Europäische Union bis zum Jahr 2050 klimaneutral werden soll. Bei der Realisierung dieses Ziels wird der Dekarbonisierung des Energiesektors eine entscheidende Rolle zukommen [2]. Eine vielversprechende Strategie hierbei ist die Beimischung von erneuerbaren Gasen zu Erdgas, z. B. die Beimischung von Biogas oder von grünem Wasserstoff. Ein wesentlicher Baustein in der Gasinfrastruktur sind Gaszähler, welche für eine zuverlässige und faire Abrechnung des Gasverbrauchs unabdingbar sind. Der Beitrag beleuchtet in diesem Zusammenhang das messtechnische Verhalten des mikrothermischen Messprinzips für Gaszähler im Betrieb mit Erdgasgemischen mit signifikanten Wasserstoffanteilen. Dabei werden u. a. Messdaten vorgestellt, die Messgenauigkeit diskutiert und das Thema Betriebssicherheit erläutert.

von Michele Montinaro & Moritz Mattmann (beide: Sensirion AG)

Gas-Druckregelanlagen nach dem DVGW-Arbeitsblatt G 491:2020 – Schnittstellen zwischen den Gasversorgungsnetzen – Teil 2

Über das mehr als 500.000 km lange deutsche Gasversorgungsnetz wurde im Jahr 2018 eine Energiemenge von 928 Terawattstunden (TWh) [1] an die Endverbraucher verteilt. Mehr als 60.000 Gas-Druckregelanlagen (GDRA) bilden dabei die Schnittstelle zwischen den Netzen unterschiedlicher Druckstufen und zu den Verbrauchsanlagen. Die im April 2020 erschienene neue Ausgabe des DVGW-Arbeitsblattes G 491 stellt die Grundlage für die Planung, die Errichtung, die Prüfung und den Betrieb dieser Anlagen dar. Im vorliegenden zweiten Teil des Fachbeitrags folgt ausgehend von Aufbau und Funktion der Gas-Druckregelanlagen die Vorstellung der Anforderungen dieses neuen Arbeitsblattes an Planung, Errichtung und Prüfung der GDRA, ihren Betrieb und ihre Instandhaltung sowie an die Digitalisierungsthemen Regelgütemanagement und Automations- bzw. Informationstechnik. Darüber hinaus erläutert der Aufsatz das Thema Bestandsschutz, das im DVGW-Arbeitsblatt G 491 präzisiert wird. Da in den letzten Jahren regenerative Brenngase an Bedeutung gewonnen haben, ist das Arbeitsblatt darüber hinaus für Wasserstoffanwendungen geöffnet worden – die damit verbundenen Anforderungen werden nachfolgend ebenfalls diskutiert.

von Jens Kirchner (Renew and Gas GmbH), Andreas Schrader (DVGW e. V.), Dr. Klaus Steiner (Erdgas & Verwandtes) & Jürg Ziegenbalg (Mitteldeutsche Netzgesellschaft Gas mbH)

Zum Literaturverzeichnis des Beitrags

DVGW-Forschungsvorhaben bewertet Wirkung von Korrosionsinhibitoren in der Trinkwasserverteilung

Schon lange ist bekannt, dass Korrosionsprozesse in Rohrleitungen aus Eisenwerkstoffen die Beschaffenheit des darin transportierten Trinkwassers beeinträchtigen können. Um das dabei entstehende trübe Wasser (Braunwasser) zu beseitigen bzw. zu vermeiden, kommen in der Trinkwasserversorgung seit ebenfalls geraumer Zeit sogenannte Korrosionsinhibitoren zum Einsatz. Die genauen Wirkmechanismen dieser Inhibitoren auf die Korrosionsprozesse und Braunwasserbildung sind gleichwohl bislang nicht eindeutig beschrieben worden. Das DVGW-Forschungsvorhaben W 201311 (vormals: W 6/01/10) hat in diesem Zusammenhang eine Systematik zur direkten Beurteilung von Korrosionsvorgängen im Trinkwassernetz etabliert, mit der die Wirksamkeit von Korrosions-inhibitoren beurteilt werden kann. Der Fachbeitrag stellt die Ergebnisse des Forschungsprojektes vor.

von Dr. Andreas Korth & Matthias Lohmann (beide: TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser, Außenstelle Dresden)

Netz- und Schadenstatistik Wasser – Ergebnisse aus den Jahren 2016 und 2017

Der DVGW führt seit dem Jahr 1997 eine Netz- und Schadenstatistik über die Wasserverteilung. Grundlage ist das DVGW-Arbeitsblatt W 402 „Netz- und Schadenstatistik – Erfassung und Auswertung von Daten zur Instandhaltung von Wasserrohrnetzen“ bzw. das zugehörige Beiblatt zur unternehmensübergreifenden Datenerhebung durch den DVGW. Der vorliegende Fachbeitrag stellt  gemittelte Ergebnisse für die Berichtsjahre 2016 und 2017 vor und geht dabei insbesondere auf die Themen „Leitungsschäden“, „Rehabilitationsraten“, „Rohrnetzdurchschnittsalter“ und „Wasserverlust“ ein.

von Bernd Heyen (GELSENWASSER AG), Petra Maler (Berliner Wasserbetriebe AöR), Christian Stürtz (RWW Rheinisch-Westfälische Wasserwerksgesellschaft mbH), Agnes Schwigon & Klaus Büschel (beide: DVGW e. V.)

Nachweis einer energetischen Kennzahl am Beispiel einer Wasserwerkspumpe

Unternehmen müssen im Rahmen der Anforderungen der DIN EN ISO 50001, der DIN EN ISO 50003 sowie der DIN EN ISO 50006 energetische Kennzahlen (EnPIs) bestimmen, die für die Messung und Überwachung ihrer energiebezogenen Leistung geeignet sind und die es gleichzeitig ermöglichen, eine Verbesserung dieser energiebezogenen Leistung nachzuweisen. Dass es auch mit relativ einfachen Mitteln und limitierten Messdatensätzen durchaus möglich ist, die eigenen Kennzahlen normkonform im Sinne der DIN EN ISO 50001 nachzuweisen, wird dieser Fachbeitrag anhand eines Beispiels und unter Einsatz von zwei verschiedenen Modellen beweisen.

von Jürgen Reimers (Reimers Energie)


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