TY - CONF A1 - Schröder, Volkmar T1 - Grundlagen des Explosionsschutzes für Erdgas-Wasserstoff-Gemische N2 - Zur Speicherung überschüssiger erneuerbarer Energie kann Wasserstoff verwendet werden. Durch Elektrolyse wird mit Hilfe der elektrischen Energie aus Wasser Wasserstoff erzeugt. Dieser Wasserstoff kann dann direkt eingesetzt oder aber in das bestehende Erdgasnetz eingespeist werden. Hier steht er als Energieträger zur Verfügung. Die BAM hat für den Explosionsschutz solcher Erdgas-Wasserstoff-Gemische die sicherheitstechnischen Eigenschaften bestimmt. Es zeigte sich, dass bis zu einen Anteil von 10% Wasserstoff im Erdgas sich die sicherheitstechnischen Kenngrößen nur wenig ändern. So verbleibt das Gemisch in der Explosionsgruppe IIa. Die Explosionsgrenzen, der KG-Wert und der max. Explosionsdruck ändern sich nur wenig. Zudem zeigen Berechnungen der explosionsgefährdeten Bereiche bei der Simulation von Leckagen, dass diese Gemische ähnliche Ausbreitungseigenschaften besitzen wie das reine Erdgas. T2 - DBI-Fachforum Energiespeicher CY - Berlin, Germany DA - 27.09.2016 KW - Wasserstoff KW - Erneuerbare Energien KW - Energiespeicherung KW - Explosionsschutz KW - Sicherheitstechnische Kenngrößen PY - 2016 AN - OPUS4-37814 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis A1 - Schröder, Volkmar A1 - Tashqin, Temir A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schütz, S. A1 - Seemann, A. T1 - Explosion protection for mixtures of hydrogen and natural gas N2 - Safety characteristics for explosion protection for mixtures of hydrogen and natural gas were studied in laboratory tests. Also calculations on the explosion zones for mixtures of hydrogen and natural gas were conducted. Moreover calculation methods for the safety characteristics of such mixtures were tested aiming to reduce the high effort for the experimental determination of safety characteristics prospectively. Admixture of up to 10 mole% hydrogen to natural gas has very low influence on safety characteristics for explosion protection. With increasing hydrogen fraction the mixtures become mainly more „critical“ considering explosion protection, an substantial influence on explosion protection occurs for hydrogen fractions of more than 25 mole%. T2 - 21st World Hydrogen Energy Conference 2016 (WHEC) CY - Saragossa, Spain DA - 13.06.2016 KW - Power-to-gas KW - Explosion regions KW - Safety of hydrogen KW - Hydrogen energy KW - Explosion groups PY - 2016 SP - 818 EP - 819 AN - OPUS4-37998 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröder, Volkmar T1 - Flamox-Gas mixtures – Regelwerk N2 - Im Vortrag wird auf das aktuelle Regelwerk zur Herstellung von Gasgemischen, die sowohl entzündbare, inerte als auch oxidierende Komponenten enthalten können, eingegangen. Es werden Berechnungsmethoden zur Entzündbarkeit vorgestellt. Sicherheits- und Explosionsschutzmaßnahmen werden diskutiert diskutiert. T2 - Workshop der Linde AG CY - Unterschleißheim, Germany DA - 14.04.2016 KW - Gasgemische KW - Klassifizierung KW - Gefahrguttransport KW - Arbeitsschutz PY - 2016 AN - OPUS4-37310 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Askar, Enis A1 - Schröder, Volkmar A1 - Seemann, A. A1 - Schuetz, S. T1 - Power-to-Gas: Safety Characteristics of Hydrogen/NaturalGas-Mixtures N2 - Safety characteristics for explosion protection of natural gas/hydrogen mixtures relevant in connection with the Power2Gas technology were studied in this work. Lower explosion limits (LEL) and upper explosion limits (UEL), limiting oxygen concentrations (LOC), maximum experimental safety gaps (MESG), maximum explosion pressures (pmax) and maximum rates of pressure rise (dp/dt)max were determined experimentally in dependence of the hydrogen fraction. Adding hydrogen did mainly effect the UEL, LOC, MESG and (dp/dt)max. The mixtures become more "critical" concerning the explosion hazards with increasing hydrogen fraction. However, the dependency of the safety characteristics from the hydrogen fraction is mainly not linear. Adding up to 10% hydrogen to natural gas had nearly no effect on the safety characteristics. More significant effects on the safety characteristics were observed at hydrogen fractions of more than 25%. For example the explosion group changes from IIA to IIB. Considering the huge explosion region and very high (dp/dt)max of hydrogen compared to natural gas, even adding 50% hydrogen to natural gas has a rather small effect on these characteristics. Furthermore pmax of hydrogen/natural-gas mixtures can be calculated with good accuracy assuming ideal adiabatic conditions. EL and LOC of natural gas/hydrogen mixtures in ternary systems with inert gas and air were calculated in dependence of the type of inert gas with the so called “model of constant adiabatic flame temperature profiles”. KW - Explosion protection KW - Hydrogen safety KW - Hydrogen enriched natural gas KW - Energy storage PY - 2016 SN - 78-88-95608-39-6 DO - https://doi.org/10.3303/CET1648067 SN - 2283-9216 VL - 2016/48 SP - 397 EP - 402 PB - AIDIC AN - OPUS4-36788 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Schröder, Volkmar A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Tashqin, T. T1 - Sicherheitstechnische Eigenschaften von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen N2 - Bei der Power-to-Gas-Technologie wird überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien durch Elektroly-se von Wasser in Wasserstoff umgewandelt. Dieser Wasserstoff kann als „chemischer Energiespeicher“ dienen und rückverstromt werden oder aber in das Erdgasnetz eingespeist werden. Die BAM hat die Aus-wirkungen von Wasserstoffzusätzen zum Erdgas im Hinblick auf den Explosionsschutz untersucht und sicherheitstechnische Kenngrößen für Erdgas-Wasserstoff-Gemische bestimmt. Untersucht wurden die Explosionsgrenzen, die Sauerstoffgrenzkonzentrationen, die maximalen Explosi-onsdrücke, die KG-Werte und die Normspaltweiten. Für die Messungen sind zwei Modellgase eingesetzt worden, reines Methan und ein Modell-Erdgas mit Anteilen höherer Kohlenwasserstoffe. Sie repräsentie-ren die Bandbreite der in Deutschland eingesetzten Erdgase. Die Untersuchungen ergaben, dass bei einem Zusatz von bis zu 10 Mol-% Wasserstoff keine der untersuchten Kenngrößen relevant beeinflusst wird. Die Gemische haben nur geringfügig erweiterte Explosionsbereiche und bleiben, wie die reinen Erdgase, in der Explosionsgruppe IIA. Auch die maximalen Explosionsdrücke und die zeitlichen Druckanstiege bei den Gasexplosionen werden nur wenig beeinflusst. Vergleichende Berechnungen zur Festlegung von explosionsgefährdeten Bereichen (Ex-Zonen) auf Basis von Gasausbreitungsberechnungen ergaben ebenfalls nur geringfüge Unterschiede im Rahmen der Fehler-toleranz für Erdgas und Erdgas-Wasserstoff-Gemische mit bis zu 10 Mol-% Wasserstoff. Die Berechnun-gen sind in der BAM nach einem Freistrahlmodell von Schatzmann und mit dem häufig bei Gasnetzbetrei-bern eingesetzten e.BEx-Tool® durchgeführt worden. Der Einsatz von Gaswarngeräten, die für reines Erdgas geeignet sind, ist für Erdgas-Wasserstoff-Gemische mit bis zu 10 Mol-% Wasserstoff grundsätzlich möglich, erfordert aber eine gesonderte Sicher-heitsbewertung und ggf. eine Nachkalibrierung. N2 - Power-to-Gas technology is used to convert excess power from renewable energies to hydrogen by means of water electrolysis. This hydrogen can serve as "chemical energy storage" and be converted back to elec-tricity or be fed into the natural gas grid. BAM has studied the addition of hydrogen to natural gas in view of explosion protection and has determined safety characteristics for natural gas-hydrogen mixtures. BAM investigated the explosion limits, the limiting oxygen concentrations, the maximum explosion pres-sures, KG values and the MESG. Two model gases have been investigated, pure methane and a model gas with portions of higher hydrocarbons. They represent the range of natural gases which are used in Germa-ny. The investigations have shown that none of the examined characteristics is affected significantly by the addition of up to 10 mol% hydrogen. The explosion ranges are increased only slightly and the mixtures remain in explosion group IIA; as is pure natural gas. Also the maximum explosion pressure and the rates of pressure rise of gas explosions are almost unaffected. Comparative calculations – on the basis of gas dispersion calculations – to determine hazardous areas (explosion zones) for pure natural gas and natural gas-hydrogen mixtures with up to 10 mol% hydrogen, also revealed only minor differences within the margin of error of the calculation methods. The calcula-tions were executed at BAM according to the free jet model from Schatzmann and with the e.BEx-Tool®, often applied by gas grid operators. In principle, gas detectors that are suitable for natural gas can be used for natural gas-hydrogen mixtures with a maximum of 10 mol% hydrogen. However, this requires a separate safety assessment and, if nec-essary, a recalibration. KW - Power-to-Gas KW - Erneuerbare Energien KW - Energiespeicherung KW - Wasserstofftechnologie KW - Explosionsschutz KW - Erdgas-Wasserstoff-Gemische PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-372977 SP - 1 EP - 36 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-37297 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröder, Volkmar A1 - Askar, Enis A1 - Tashqin, T. T1 - Sicherheitstechnische Eigenschaften von Gemischen aus Wasserstoff und Erdgas N2 - Bei der Power-to-Gas-Technologie wird überschüssiger Strom aus erneuerbaren Ener-gien durch Elektrolyse von Wasser in Wasserstoff umgewandelt. Dieser Wasserstoff kann als „chemischer Energiespeicher“ dienen und rückverstromt werden oder aber in das Erdgasnetz eingespeist werden. Die BAM hat die Auswirkungen von Wasserstoffzu-sätzen zum Erdgas im Hinblick auf den Explosionsschutz untersucht und sicherheitstechnische Kenngrößen für Erdgas-Wasserstoff-Gemische bestimmt. Von besonderem Interesse waren dabei die Explosionsgrenzen, die Sauerstoffgrenzkonzentration, die maximalen Explosionsdrücke, die KG-Werte und die Normspaltweiten. Für die Messungen sind zwei Modellgase eingesetzt worden, reines Methan und ein Modell-Erdgas mit Anteilen höherer Kohlenwasserstoffe. Sie repräsentieren die Bandbreite der in Deutschland eingesetzten Erdgase. Die Untersuchungen ergaben, dass bei einem Zusatz von bis zu 10 Mol-% Wasserstoff keine der untersuchten Kenngrößen signifikant beeinflusst wird. Die Gemische haben nur geringfügig erweiterte Explosionsbereiche und bleiben, wie die reinen Erdgase, in der Explosionsgruppe IIA. Auch die maximalen Explosionsdrücke und die zeitlichen Druckanstiege bei den Gasexplosionen werden nur wenig beeinflusst. T2 - Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik CY - Berlin, Germany DA - 14.06.2016 KW - Wasserstoff KW - Erdgasnetz KW - Energiespeicherung KW - Explosionsschutz KW - Sicherheitstechnische Kenngrößen PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-373099 SN - 978-3-9817853-5-7 SN - 0938-5533 VL - 2016 SP - 60 EP - 67 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin, Germany AN - OPUS4-37309 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -