Praxisnahe Tests für Wasserstoffnetze

Der Aufbau eines Wasserstoffnetzes gilt als zentrale Voraussetzung für den Markthochlauf der Wasserstoffwirtschaft. Gleichzeitig müssen zahlreiche Fragen zur Sicherheit der Infrastruktur beantwortet werden. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), eine Bundesoberbehörde mit Sitz in Berlin, hat am 2. Juli auf ihrem Testgelände in Baruth/Mark (Brandenburg) das Reallabor „ModuH2Pipe“ eröffnet. Nach Angaben der BAM handelt es sich um eine europaweit einzigartige Testplattform, auf der Wasserstoffpipelines und ihre Komponenten unter realitätsnahen und zugleich extremen Betriebsbedingungen untersucht werden können.

Hintergrund ist der geplante Ausbau des deutschen Wasserstoff-Kernnetzes mit einer Länge von 9.040 Kilometern bis 2032. Ein großer Teil der künftigen Infrastruktur soll durch die Umstellung bestehender Erdgasleitungen entstehen (wir berichteten). Laut BAM wirft der Ausbau zahlreiche technische Fragen auf. Etwa müsse unter anderem geklärt werden, wie sich Wasserstoff auf unterschiedliche Stähle, Dichtungen und andere Werkstoffe auswirkt. Ebenso sei zu untersuchen, ob bestehende Leitungen die Reinheit des transportierten Wasserstoffs beeinflussen können.

Tests unter realistischen Bedingungen

Genau hier setzt „ModuH2Pipe“ an. Das Reallabor soll, wie die BAM in einer Mitteilung bekannt gibt, Untersuchungen im Originalmaßstab ermöglichen. Zwei frei konfigurierbare Rohrabschnitte bilden unterschiedliche Betriebszustände eines Wasserstoffnetzes nach. So lassen sich Druckschwankungen zwischen 10 und 85 bar sowie hohe Durchflussmengen simulieren. Außerdem können gezielt Verunreinigungen beigemischt werden, um Alterungs- und Schädigungsprozesse von Werkstoffen sowie die Funktionsfähigkeit von Komponenten zu untersuchen.
 
Im Mittelpunkt stehen dabei nicht nur Rohrleitungen. Auch Armaturen, Dichtungen sowie Fertigungs-, Schweiß- und Reparaturverfahren will das BAM untersuchen. Zudem sollen zerstörungsfreie Prüfverfahren unter realen Bedingungen getestet und weiterentwickelt werden. Zerstörungsfreie Prüfverfahren sind Methoden, mit denen sich der Zustand von Werkstoffen oder Bauteilen überprüfen lässt, ohne sie zu beschädigen oder auszubauen. Sie dienen dazu, Risse, Korrosion, Materialermüdung oder Schweißfehler frühzeitig zu erkennen.

Die dabei gewonnenen Daten fließen in digitale Diagnose- und Entscheidungswerkzeuge ein, die Netzbetreiber unter anderem bei der Berechnung der Restlebensdauer von Leitungen und der Planung von Wartungsintervallen unterstützen.

Ein zweites Testmodul widmet sich sicherheitskritischen Fragestellungen. Dort können Rohrleitungen oder Armaturen mit Drücken von bis zu 900 bar belastet werden – deutlich oberhalb der üblichen Betriebsbedingungen. Kommt es dabei zu einem Versagen von Bauteilen, lassen sich die Auswirkungen gezielt analysieren. Auf dieser Grundlage sollen Schutzmaßnahmen und Sicherheitskonzepte weiterentwickelt werden.

Unterstützung für Netzbetreiber

Das Reallabor gehört zum Wasserstoff-Kompetenzzentrum „H2Safety@BAM“, in dem die BAM ihre Aktivitäten zur Sicherheit von Wasserstofftechnologien bündelt. „ModuH2Pipe“ richtet sich an Gasnetzbetreiber, Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Kai Holtappels, Sprecher des Wasserstoff-Kompetenzzentrums, betonte: „Die Testplattform soll ein Innovationsmotor für die Wasserstoffwirtschaft werden. Hier können Unternehmen, Netzbetreiber und Forschungseinrichtungen neue Materialien, Bauteile, Überwachungsverfahren sowie Wartungs- und Reparaturkonzepte unter praxisnahen Bedingungen erproben.“ Gemeinsam solle so das Vertrauen in Wasserstofftechnologien gestärkt und ihre breite Anwendung vorangebracht werden.

Der Aufbau der Testplattform wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) mit 3,8 Millionen Euro gefördert. Nach Angaben der BAM soll „ModuH2Pipe“ auch dazu beitragen, Regelwerke, Standards und Normen für Wasserstoffnetze weiterzuentwickeln und damit den sicheren Betrieb der künftigen Infrastruktur zu unterstützen.