Wasserstoff Technologie : Sicherheit von Hochdruck Tank - Systemen Referent: H. J. Thon H. J. Thon 1

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1 Wasserstoff Technologie : Sicherheit von Hochdruck Tank - Systemen Referent: H. J. Thon H. J. Thon 1

2 Möglichkeiten der Speicherung von Wasserstoff - bereits heute umgesetzt Kryogener Speicher Hydrid-Metall Speicher Druck-Gas Speicher Wandstärke bei 350 / 700 bar Tanksystemen H. J. Thon Referent: H. J. Thon 2

3 Patent Fa. REHAU eine neue Technologie zum Laminieren der Fasern H. J. Thon 3

4 L O H C Speichertechnik ein Teil der Zukunft? 1 Stationär LOHC beladen De- Hydrierung H 2 H 2 Rückverstromungg Elektrolyse H 2 Hydrierung 2 LOHC unbeladen Distribution LOHC beladen LOHC unbeladen De- Hydrierung LOHC = flüssige Wasserstoffträgermaterialien ( Liquid Organic Hydrogen Carriers ) H 2 H 2 Mobilität Stoffliche Nutzung D I S T R I B U T I O N Alternative Wasserstoff-Logistik mit LOHC: Industrielle Hydrieranlagen bis Nm 3 /h H 2 Einfacher Transport per LKW, Zug, Schiff bis zu kg H 2 / 40t-LKW Sichere Versorgung von Wasserstofftankstellen Nutzung bestehender Tankinfrastruktur LOHC - Energiespeichersysteme: Schlüsselfertige Plug & Play Systeme und maßgeschneiderte Lösungen 30+ kw Eingangsleistung Speicherkapazität von 30 MWh optimiert für dezentrale Energiespeicherung H. J. Thon 4

5 Hydrolyse von Magnesiumhydrid Metall -- ein Teil der Zukunft?? H. J. Thon 5

6 Das eigentliche (großtechnische ) Problem heute die Speicherung der Energie!! / WBZU Seminar Referent H. J. Thon H. J. Thon 6 6

7 Speicherpotential -- Vergleich und Überblick H. J. Thon 7

8 Regenerative Erzeugung (großtechnisch) von H 2 die Lösung hinsichtlich Power to Gas Gaskraftwerk Methanisierung ( H DErdgas-Netz 2 + CO 2 ) D Direkteinspeisung D H 2 unter 5 % H 2 - Tankstelle H. J. Thon 8

9 Der industrielle Maßstab der Regenerativen Energie Erzeugung -- Hier: ENERTRAG die Herangehensweise / die Technik ist immer identisch H. J. Thon 9

10 Einteilung der Flaschen - Typen, mit Gewichtsvergleich 200 bar 300 bar bar H. J. Thon 10

11 Typ III / IV Tanksystem - Unterschiedliche Bauformen Die neue Grundlage zum Transport von H H. J. Thon 11

12 Anwendung aus dem mobilen Bereich Hier: DB Bus mit Brennstoffzellensystem H. J. Thon 12

13 Wasserstoffgas Versorgung im industriellen Maßstab hier Fa. Linde Betriebsdruck 500 bar, Volumen 350 Liter, ca. 105 Einzeltanks H. J. Thon 13

14 Mögliche Bauformen - für unterschiedliche Einsatzbereiche - 10 Containerrahmen - TPED und ADR / RID Zulassung der 500 bar Behälters - TPED und ADR / RID Zulassung des Containers gem. 6.8 als MEGC - Container Zugelassen gem. ISO 668 und ISO H. J. Thon 14

15 Mögliche Bauformen - für unterschiedliche Einsatzbereiche Referent: H. J. Thon H. J. Thon 15

16 Mögliche Bauformen - für unterschiedliche Einsatzbereiche H. J. Thon 16

17 Eigene Entwicklung mit Fa. Wystrach: Bündel neu, 500 bar Betriebsdruck, mit Abgang unter 200 bar, zur Nutzung alter Systeme H. J. Thon 17

18 Gewichts- / Volumenvergleich zwischen Typ I und Typ III -- Flaschen / Gebinden Wehrtechnische Dienststelle für Kraftfahrzeuge und Panzer

19 BZ Systeme; - ihre möglichen Anwendungsgebiete welcher Tank ist der richtige, passend zum Einsatz? - Der passende Tank zum optimalen Einsatz-Szenario! - Grundsätzliche Forderungen vereinbaren Missionserfüllung - Rahmenbedingungen abstecken - welche Leistungsklassen - für welchen Einsatzfall - für welchen APU / Fzg. / Syst. - Baukastensystem / Skalierung H. J. Thon 19

20 Sicherheit beim Umgang mit Wasserstoff H. J. Thon 20

21 Zivile Zulassung, Verfahren nach EIHP ECE-Regelwerk Analog DIN EN Ortsbewegliche Gasflaschen- Vollumwickelte Flaschen aus Verbundwerkstoffen; Deutsche Fassung EN 12245: 2009; A1 : H. J. Thon 21

22 (alter) Ventilsatz für Tanksysteme, für eine Integration in übergeordnete Systemeinheiten (z. B. Pkw) H. J. Thon 22

23 Neuer Ventilsatz für Tanksysteme hier Fa. ANLEG, für eine Integration in übergeordnete Systemeinheiten (z. B. Pkw) H. J. Thon 23

24 Neuer Ventilsatz für Tanksysteme hier Fa. ANLEG, für eine Integration in übergeordnete Systemeinheiten (z. B. Pkw) Hier: Systembeschreibung H. J. Thon 24

25 Tankstellen / Füllstationen im Bereich der WTD 41 Ulm

26 Anwendungen, nutzungs- und einsatzspezifisch, Beispiel

27 Fülladapter am Tanksystem Sicherheit über alles! - mit 250 bar einen 700 bar Tank noch (teil-) befüllen zu können - umgekehrt aber nicht möglich - entspr. Kodierung des Tanknippels

28 Mein Zauberstab

29 Beschussversuche aus 2011 / 12; Containertanksystem mit 450 bar 12,7 mm, Hartkern, mm HL, 45 Schneidladung 100 g Referent: H. J. Thon H. J. Thon 29

30 Die Wirkung der Schneidladung ohne Gasfüllung des Systems Wasserstoffumrechnung Stoffdaten für H2: 3,00 kwh/nm3 90 g entspricht 1 m3 H2 33,33 kwh/kg Hier berechnen!!!! Speichervolumen in [l] 266 eingeben! Kompressionsfaktor H2 Druck [bar] 450 eingeben! Druck [bar] Kfaktor Anzahl der Flaschen 1 eingeben! 0,1013 1,000 Normzustand [m3] 119,7 50 1,032 davon Nutzbar 95% eingeben! 100 1,065 Kompressionsfaktor H2 1,272 eingeben! 150 1,098 Nutzbarer H2 in [m3] 89, ,132 H2 in [kg] 8, ,166 H2 in [kwh] 268, , , ,272 System-Leistung in [kw] 5 eingeben! 500 1,344 Wirkungsgrad 50% eingeben! 600 1,416 Leistung thermisch [kwh] 134, ,489 Leistung elektrisch [kwh] 134, , ,632 Laufzeit in [h] 26, , H. J. Thon 30

31 Brandversuch 450 bar, Stickstoff, Einwirkzeit min. 2 Minuten, erreichte Temperatur ca C über die Versuchszeit!! 1400,0 T/ C P/ bar 1200,0 Temperat urgang Be hä l t e r R Erp. Dat. : Tq 1000,0 800,0 600,0 T05 P01 = 467 bar P01 = 472 bar 400,0 200,0 Tu 0,0 0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 1:45 2:00 2:15 2:30 2:45 3:00 3:15 3:30 3:45 4:00 t [ mm:ss] 1400,0 T/ C P/ bar 1200,0 Temperat urgang Be hä l t e r R Erp. Dat. : Tq 1000,0 800,0 600,0 P01 = 467 bar P01 = 471 bar 400,0 T05 200,0 Tu 0,0 0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 1:45 2:00 2:15 2:30 2:45 3:00 3:15 3:30 3:45 4:00 t [ mm:ss] H. J. Thon 31

32 Schutz: Ballistischer, passiver Auslegung hier (nur) gegen RPG

33 Randbedingungen zur Container-Ansprengung

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35 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! H. J. Thon 35