Arbeitssicherheit in der Energieversorgung, Rheinsberg, 17. September 2013 Neue Herausforderungen im Zusammenhang mit Wasserstoffanlagen

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1 Arbeitssicherheit in der Energieversorgung, Rheinsberg, 17. September 2013 Neue Herausforderungen im Zusammenhang mit Wasserstoffanlagen Ulrich Schmidtchen BAM Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung, Berlin

2 Wo kommen sie her? Nicht aus der chemischen Industrie!

3 Der Hintergrund Energiewende Weg von fossilen Energieträgern, hin zu einer nachhaltigen Energiewirtschaft

4 Treiber Endliche Verfügbarkeit der fossilen Rohstoffe Schutz des Klimas

5 Die Rolle des Wasserstoffs

6 Wasserstoff als Systemkomponente Δx=Δt=0 Primär ħω, kt direkt Wind mv Träger Sonne mv Verbrauch Wandler Δx: kt Strom Brennstoffzelle e CH4, H2 Biomasse Wärme ħω mgh Wasserkraft Bewegung Δx,Δt: H2 Licht kt k ln(w) Verbrennung Kommunikation

7 Wo werden wir dem Wasserstoff begegnen? Als Speicher für momentane Überschüsse an erneuerbarer Primärenergie Als Kraftstoff U.Sch Stralsund Page 7 Quelle: BAM

8 Stationär: Ausgleich zwischen erneuerbarem Angebot und Nachfrage

9 Hybridkraftwerk Enertrag (Prenzlau) Matthias Platzeck, Ministerpräsident Brandenburg, 25. Oktober 2011 Windpark, Biogasanlage, Elektrolyse Windstromüberschüsse werden per Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt. Verwendung des Wasserstoffs: Zumischung zum Biogas (KWK), Abgabe an Tankstelle (Berlin), Verkauf an Greenpeace Energy ( Windgas )

10 Renewable hydrogen from wind power (RH2) Erwin Sellering, Ministerpräsident von Mecklenburg-Vorpommern, beim Ersten Spatenstich (Juli 2011) Windpark im Bau U.Sch ISO TC 197 Page 10

11 Korsika setzt auf die Sonne Demonstrationsprojekt MYRTE bei Ajaccio Auf Inseln wie Korsika ist es besonders schwierig, die Stabilität des Netzes zu gewährleisten U.Sch ISO TC 197 Page 11

12 Mobil: Wie kriegen wir die Sonne in den Tank? Mit dem Elektroantrieb Das Auto der Zukunft hat eine Batterie und einen Elektromotor Typ A: große Batterie, an geeigneter Steckdose laden Typ B: Wasserstofftank Brennstoffzelle erzeugt Strom

13 Wie tanken wir morgen? So (Strom) oder so (Wasserstoff)? Die Antwort lautet: JA!

14 Tankstellen für Wasserstoff

15 Wie kommt der Wasserstoff in die Zapfsäule? Zentrale Erzeugung, Verteilung auf öffentlichen Verkehrswegen Erzeugung an Ort und Stelle Elektrolyse Andere Verfahren (Reformer, )

16 Berlin, Hamburg 20. Juni 2011: seinerzeit leistungsfähigste Tankstelle der Welt in Berlin (Schöneberg) Könnte alle 260 deutschen Autos an einem Tag versorgen 17. Februar 2012: Hamburg, Hafencity

17 Elektrolyse Bekannt seit dem 18. Jahrhundert Bekannt aus dem Schulunterricht Wirtschaftlich unbedeutend Gewinnt aber an Interesse im Zusammenhang mit energietechnischen Anwendungen des Wasserstoffs Neu: Elektrolyseure müssen für ein schnell schwankendes Angebot an elektrischer Energie geeignet sein Neue Techniken kommen in den Markt (PEM-Elektrolyse) Zahl an Großgeräten wird zunehmen Arbeit für die Berufsgenossenschaften!

18 Infrastruktur für Transport

19 Europäische Wasserstoff-Pipelines Rhein-Ruhr H2-Pipeline, Air Liquide Leuna H2-Pipeline, Linde Belgium, France, NL Belgium-France-NL H2-Pipeline, Air Liquide Rhine-Ruhr Pipeline Leuna-Merseburg, Linde 966 km Germany: 240 km 1.1/ 2.3/ 30 MPa [operative since 1938] 100 km MPa Air Products Pipelines: 50 km Europoort, NL ICI Teeside Quelle: LBST Chemical Industry Air Liquide: 10 MPa 16 km 18 km UK: 5 MPa Sweden: MPa

20 Druckbehältertransport Quelle: Linde

21 Flaschentrailer (regionalspezifisch) Kompositflaschen für etwa 3000 m3 (300 kg) Stahlflaschen Quelle: Air Liquide

22 Verflüssiger Leuna (Linde) Abfüllung Verflüssigung Speicher Quelle: Linde

23 Flüssigkeitstrailer etwa 50 m3 LH kg Quelle: Air Liquide, Linde

24 Potentielle Gefahren Wasserstoff ist brennbar Gemische mit Sauerstoff (Luft) können explosiv sein niedrige Zündenergie Kleines Molekül geringe Viskosität, hohe Leckrate diffundiert schnell (auch nach unten!) versprödet manche Werkstoffe Speicherung komprimiert: steht unter Spannung verflüssigt: tiefe Temperatur U.Sch Stralsund Page 24 Quelle: DWV

25 Wasserstoff ist sehr leicht Dichteverhältnis zu Luft (0 C, Pa) 2 1,56 1 0,55 0,07 0 Wasserstoff U.Sch Stralsund Page 25 Methan Propan

26 Brandverhalten Benzin: breitet sich am Boden aus starke Wärmestrahlung dichter Qualm brennt noch weiter Wasserstoff: steile, aufwärts gerichtete Flamme erlischt ohne Gaszufuhr geringe Wärmestrahlung kein Qualm U.Sch Stralsund Page 26 Demonstration bei einer Veranstaltung der Linde AG am 1. Oktober 2003

27 Zusammenfassung Wasserstoff ist gefährlich (brennbar) Die Risiken in Verbindung mit Wasserstoff sind beherrschbar Sie sind nicht größer als bei konventionellen Energieträgern Oft sind sie eher geringer Auf jeden Fall sind sie nicht unzumutbar U.Sch Stralsund Page 27

28 Die größte Gefahr von allen Die Ursachen vieler Unfälle sind Dummheit und Faulheit

29 Aufpassen muss man immer Man kann gar nicht so verrückt denken, wie es im Leben kommt. (Sie finden den Film unter U.Sch Stralsund Page 29

30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! U.Sch ISO TC 197 Page 30