Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sichere Nutzung von Wasserstoff für die Energiewende

25.07.2016

Am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg startet ein Projekt zur Erforschung des Einflusses von Wasserstoff auf die Sicherheit von Erdgasrohrleitungen, wenn diese wasserstoffhaltige Gase führen. Die Projektpartner entwickeln gemeinsam ein Auslegungs-, Bewertungs- und Überwachungssystem für Rohrleitungsnetze, um bereits bestehende Infrastrukturen nutzen zu können. Das Bundesforschungsministerium fördert das Fraunhofer IWM mit 1 Mio. Euro. Das Gesamtvolumen des Projekts beträgt 9,4 Mio. Euro über den Zeitraum von vier Jahren.

Wasserstoff spielt in der Energiewende eine wichtige Rolle: Er kann als Speichermedium dienen und Schwankungen ausgleichen, die beim Energieverbrauch und bei der Energieproduktion entstehen.


Oben: Mikrostruktur von Wasserstoff-Schädigungsmechanismen; unten: molekulardynamische Simulation eines Wasserstoff-induzierten Defekts in einem Kristall.

Fraunhofer IWM


Li.: Bereits verlegte Erdgasrohre sollen den Transport von wasserstoffreichen Gasen gewährleisten. (© istock); re.: Versuchsaufbau zur Bestimmung der Diffusionsgeschwindigkeit von Wasserstoff.

Fraunhofer IWM

Damit Wasserstoff seine Stärke als Energiepuffer (»Power-to-Gas«) entfalten und zur Versorgungssicherheit beitragen kann, ist unter anderem eine zuverlässige und sichere technische Infrastruktur aus Rohrleitungen und Anlagentechnik nötig. Die Idee ist, bestehende Erdgaspipelines und -speicher für die Verteilung und Speicherung von Wasserstoff umzufunktionieren.

Das Problem dabei ist, dass Wasserstoff die Festigkeit und Zähigkeit von Werkstoffen herabsetzen und zu einem spontanen oder auch zeitlich verzögerten Versagen von Komponenten führen kann. Bei der sogenannten Wasserstoffversprödung dringt atomarer Wasserstoff in das Gefüge von Metallen ein und schwächt die atomaren Bindungen, was zu Rissen und zu Brüchen führen kann.

Gemeinsam mit Partnern entwickelt das Fraunhofer IWM hierzu ein Auslegungs-, Bewertungs- und Überwachungssystem PIMS (Pipeline Integrity Management System). Das Institut erhält dafür eine Förderung von ca. 1 Mio. Euro im Rahmen des Projekts HYPOS »Hydrogen Power Storage & Solutions East Germany«, dessen Laufzeit vier Jahre beträgt.

Auswirkung von Rohrleitungsschäden auf den Betrieb mit Wasserstoff

»Unsere Expertise ist gefragt, um den Einfluss von Wasserstoff auf die Festigkeitseigenschaften der Werkstoffe, die in Rohrleitungen verbaut sind, zu bewerten und sie für den zukünftigen Betrieb mit wasserstoffhaltigen Gase zu priorisieren«, sagt Dr. Wulf Pfeiffer, Projektleiter am Fraunhofer IWM. Seine Gruppe »Mikrostruktur, Eigenspannungen« bewertet nicht nur die Eignung der verbauten Werkstoffe, sondern untersucht auch, wie kritisch mögliche Vorschädigungen aus dem bisherigen Betrieb der bestehenden Rohre für die sichere Bewirtschaftung mit Wasserstoff sind.

Dazu entstehen am Fraunhofer IWM in Freiburg derzeit neue Versuchseinrichtungen, die Festigkeitsuntersuchungen auch unter extremen Wasserstoffdrücken ermöglichen. Zudem führt das Team Simulationsrechnungen auf verschiedenen Größenskalen durch, um den Effekt der Wasserstoffversprödung in Verbindung mit verschiedenen Betriebsszenarien zu simulieren.

Beitrag zur regenerativen Energieversorgung

»Das Projekt zeigt einmal mehr, wie wichtig die Werkstoffforschung für die Energiewende ist: Wir können die Effekte aufklären, die auf atomarer Skala in Werkstoffen wirken, und damit einen riesigen Beitrag zur regenerativen Energieversorgung leisten«, so der Leiter des Geschäftsfelds »Werkstoffbewertung, Lebensdauerkonzepte« Dr. Wulf Pfeiffer. Möglich ist dies durch das Zusammenspiel von spezialisierter Werkstoffcharakterisierung und präziser Werkstoffsimulation.

Das Bundesforschungsministerium fördert in seinem Programm »Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation« Konsortien aus Wissenschaft und Wirtschaft, um Ostdeutschland als Innovationmotor bei Zukunftsthemen zu stärken. Darunter auch das Konsortium HYPOS »Hydrogen Power Storage & Solutions East Germany«.

Hypos verfolgt das Ziel, erneuerbaren Strom durch innovative Verknüpfung der Technologie der Wasserstofferzeugung mit der vorhandenen Infrastruktur von Gaspipelines und Gasspeichern in das Energiesystem zu integrieren. Die zentrale Herausforderung hierbei ist, die Betriebssicherheit von bestehenden Erdgasleitungen zum Transport von wasserstoffreichen Gasen (Erdgas-/Wasserstoff-Gemische) zu gewährleisten.

Weitere Informationen:

http://www.hypos-eastgermany.de - Hypos-Konsortium
http://www.unternehmen-region.de/de/6829.php - Programm Zwanzig20 des BMBF

Katharina Hien | Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Seilzugsensor MH60 – erfolgreicher Einsatz in rauer Umgebung
20.04.2018 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

nachricht Treiber für Digitalisierung von Industrieanlagen: ABB, HPE und Rittal stellen Secure Edge Data Center vor
20.04.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics