Wieviel beigemischten Wasserstoff kann das deutsche Erdgasnetz aufnehmen? Zu dieser wichtigen Frage beauftragte der DVGW verschiedene Studien. Sie untersuchten die Auswirkungen einer solchen H2-Zumischung auf das Erdgasnetz und die angeschlossenen Gasgeräte und -armaturen. Unser Artikel bietet eine Zusammenfassung der wichtigsten Erkenntnisse der Studien über die Auswirkungen der H2-Beimischung auf das Erdgasnetz.

Studie des DVWG: Erdgasnetz kann bis zu zehn Volumenprozent problemlos aufnehmen

Aufgrund seiner Kapazität ist das 500.000 Kilometer lange Erdgasnetz in Deutschland gut für die Aufnahme und Speicherung von Wasserstoff aus erneuerbarem Strom geeignet. Der Wasserstofftoleranz des deutschen Erdgasnetzes kommt damit eine entscheidende Bedeutung für die Einbindung von Ökostrom ins Gasnetz zu.

Vor diesem Hintergrund kommt eine aktuelle Studie zu dem Ergebnis, dass die bestehende Erdgasinfrastruktur für Wasserstoffbeimischungen im einstelligen Prozentbereich von bis zu zehn Volumen-Prozent grundsätzlich geeignet ist.

In diesem in Deutschland und Europa bisher einzigartigen, von E.ON und dem DVGW verantworteten Projekt wurden dem Erdgas in einem Erdgasverteilnetz der Schleswig-Holstein Netz AG mit seiner bestehenden Infrastruktur und Gerätetechnik über mehrere Monate steigende Anteile an Wasserstoff zugemischt.

Bislang waren direkte Einspeisungen in das Erdgasnetz mit unveränderter Gerätetechnik nur bis zwei Volumen-Prozent Wasserstoff erforscht worden.

Weiterer Forschungsbedarf besteht dennoch

Das DVGW-Forschungsprojekt "Ermittlung der Wasserstofftoleranz der Erdgasinfrastruktur und aller assoziierten Anlagen" überprüfte das Erdgasnetz vor und während der Einspeisung ohne feststellbare Auffälligkeiten.

Die Einspeisung erfolgte bei deutlich fluktuierender Erdgasabnahme in mehreren Stufen von 4, 5, 6 und 9 Volumen-Prozent Wasserstoffbeimischung.

Die Ergebnisse dieser Einspeisung ins Erdgasnetz waren eindeutig: Die Gesamtheit der Kohlenstoffmonoxid-Messergebnisse blieb praktisch unverändert und liegt in dem Bereich, der auch durch die Schornsteinfegerstatistik der letzten Jahre ausgewiesen wird.

Im Ergebnis brachten die umfassenden Feld- und Laboruntersuchungen keine Hinweise für Einschränkungen der zulässigen Grenzen für die Wasserstoffeinspeisung, die in den DVGW-Arbeitsblättern G 260 und G 262 geregelt sind.

Gleichwohl gebe es noch Forschungsbedarf hinsichtlich einiger zentraler Elemente, wie etwa Erdgasspeicher, Gasturbinen und der Tanks von Erdgasfahrzeugen, so die Studie. Vertiefte Untersuchungen und wissenschaftliche Begleitforschungen sind derzeit Gegenstand von Folgeprojekten im Rahmen der DVGW-Forschung, um die noch offenen Fragen zu klären.

Was reagiert wie auf die Einleitung des H2 ins Erdgasnetz?

Durch begleitende Messungen an zahlreichen Kundenanlagen konnte die Wasserstoffkonzentration und Abgaszusammensetzung am jeweiligen Gasgerät erfasst werden. Neben den Messungen wurden auch Rückmeldungen von Kunden beziehungsweise Handwerkern in der Analyse des Feldtests berücksichtigt.

Alles in allem ergibt sich damit ein guter Überblick darüber, was die H2-Einspeisung für das deutsche Erdgasnetz und die angeschlossenen Anlagen bewirkt.

Hausinstallationen: Zumischung im Erdgasnetz wohl problemlos möglich

Gasströmungswächter in Hausanschlussleitungen reagieren auf einen zusätzlichen Volumenstrom, der entsteht, wenn etwa die Gasleitung durch Beschädigung von einem höheren Durchfluss durchströmt wird als vom Auslegungsvolumenstrom (Nenndurchfluss).

Eine Zumischung von H2 hat zur Folge, dass sich die Strömungseigenschaften des Grundgases ändern.

Bei einer Zumischung von 10 Vol.-% H2 ins Erdgasnetz erhöht sich der Volumenstrom bei gleicher Energieliefermenge um etwa zehn Prozent. Demzufolge wird der Gasströmungswächter sensibler reagieren, vorausgesetzt, dieser ist im Betriebszustand auf den Nenndurchfluss eingestellt.

Nach theoretischen Berechnungen ist jedoch keine Beeinflussung auf die Sicherheit von Gasströmungswächtern zu erwarten.

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