Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
- Vortrag (373) (entfernen)
Referierte Publikation
- nein (373) (entfernen)
Schlagworte
- Wasserstoff (82)
- Schlagfunken (38)
- Mechanisch erzeugte Funken (35)
- Nichtelektrischer Explosionsschutz (33)
- Nichtelektrische Funken (30)
- Korrosion (26)
- H2Safety@BAM (24)
- MAG-Schweißen (22)
- Reibfunken (22)
- Explosionsschutz (21)
- Schleiffunken (21)
- Hydrogen (17)
- Funken (16)
- Mechanischer Explosionsschutz (16)
- Hochfester Feinkornbaustahl (13)
- Sicherheit (13)
- Schweißen (12)
- Additive Fertigung (11)
- Potentialfeldmessung (11)
- Safety (11)
- Wasserstoffspeicher (11)
- Spannungsrisskorrosion (9)
- GHS (8)
- Zerstörungsfreie Prüfung (8)
- Digitalisierung (7)
- Fügetechnik (7)
- Hochfeste Feinkornbaustähle (7)
- Korrosionsprüfung (7)
- Markthochlauf (7)
- Sicherheitstechnische Kenngrößen (7)
- Wärmeführung (7)
- CLP (6)
- Druckbehälter (6)
- Einstufung (6)
- Erdgasnetz (6)
- Gassensorik (6)
- Geführte Ultraschallwellen (6)
- LH2 (6)
- Lebensdauervorhersage (6)
- Qualitätsinfrastruktur (6)
- Spannstahl (6)
- Bewertung (5)
- Cathodic delamination (5)
- Corrosion testing (5)
- Eigenspannungen (5)
- Forschung (5)
- Impact (5)
- Implant-Test (5)
- Kaltrisse (5)
- Kathodische Enthaftung (5)
- Kennzeichnung (5)
- Organic coatings (5)
- Organische Beschichtungen (5)
- Pipeline (5)
- SensRef (5)
- Ökodesign (5)
- Assessment (4)
- CFK (4)
- Chemikalienrecht (4)
- Corrosion (4)
- Druck-Volumen-Produkt (4)
- Energiespeicherung (4)
- Energieverbrauchskennzeichnung (4)
- Energiewende (4)
- Faseroptische Sensorik (4)
- Gefahreneigenschaften (4)
- Gefahrenklasse (4)
- Gefahrgut (4)
- Kaltriss (4)
- LNG (4)
- Monte-Carlo-Experiment (4)
- Nichtrostender Stahl (4)
- Normung (4)
- Physikalische Gefahren (4)
- Prüfmethoden (4)
- Prüfverfahren (4)
- QI-Digital (4)
- Reparatur (4)
- Ressourceneffizienz (4)
- Risikosteuerung (4)
- Schallemissionsanalyse (4)
- Studie (4)
- Ultraschall (4)
- Welding (4)
- Zündquellen (4)
- Alterung (3)
- BLEVE (3)
- Behälterversagen (3)
- Delfin (3)
- Diffusion (3)
- Energieeffizienz (3)
- Erdgas (3)
- Erneuerbare Energien (3)
- Faserverbundwerkstoff (3)
- Funkenarme Werkzeuge (3)
- Funkenfreie Werkzeuge (3)
- Gefahrstoffe (3)
- Hohlzugprobe (3)
- Hydrogen assisted cracking (3)
- Katastrophe (3)
- Konsequenzbegrenzung (3)
- Leckdetektion (3)
- Mechanische Funken (3)
- Metrologie zur Wasserstoffspeicherung (3)
- Modifizierter Sprühlichtbogen (3)
- Nachwärmung (3)
- Offshore (3)
- Phasenumwandlung (3)
- QI-Cloud (3)
- Qualitätssicherung (3)
- Recycling (3)
- Reibung (3)
- Research (3)
- Review (3)
- Sensorik (3)
- Sicherheitsdatenblatt (3)
- Spannbetonbauwerke (3)
- Structural Health Monitoring (SHM) (3)
- Verteilte faseroptische Sensorik (3)
- Wasserstoffkonzentration (3)
- Wasserstofftankstelle (3)
- Wasserstofftechnologien (3)
- Wasserstoffversprödung (3)
- Wirbelstromprüfung (3)
- Zustandsüberwachung (3)
- Zuverlässigkeit (3)
- AHTN (2)
- Akzeptanz (2)
- Alternative Antriebe (2)
- Alternative Kraftstoffe (2)
- Ameisensäure (2)
- Beton (2)
- Biene (2)
- CFRP (2)
- Carbon Fibers (2)
- Composite-Druckbehälter (2)
- Composite-Druckgefäß (2)
- DAS (2)
- Degradation (2)
- Electric Arc Furnace (2)
- Energieeffizeinz (2)
- Explosion (2)
- Explosion protection (2)
- Explosionsgrenzen (2)
- Fahrzeugbrand (2)
- Faserverbundwerkstoffe (2)
- Feinkornbaustahl (2)
- Gas sensor (2)
- Gasausbreitung (2)
- Gaseous hydrogen (2)
- Gaswarngeräte (2)
- Gaswolkenexplosion (2)
- Gefährdungsbeurteilung (2)
- Gutachten (2)
- H2 (2)
- Herstellung von Gasgemischen (2)
- Hochdruck (2)
- Hochfester Stahl (2)
- Hydrogen Embrittlement (2)
- Hydrogen safety (2)
- Höherfester Stahl (2)
- Interkristalline Korrosion (2)
- KorroPad (2)
- Korrosionsschutz (2)
- Kupferazid (2)
- Lebensdauerüberwachung (2)
- Legierungsmodifikation (2)
- Liquid hydrogen (LH2) (2)
- Lochkorrosion (2)
- MIC (2)
- Materialkompatibilität (2)
- Mehrphasenströmung (2)
- Messunsicherheit (2)
- Metrologie (2)
- ModuH2Pipe (2)
- Optische Fasern (2)
- Physikalische-chemische Eigenschaften (2)
- Pipelines (2)
- Power-to-Gas (2)
- Pyrometallurgy (2)
- REACH (2)
- Regelwerke (2)
- Risiko (2)
- SBFEM (2)
- SDS (2)
- Sample Performance Chart (2)
- Schadensanalyse (2)
- Schweißprozessparameter (2)
- Sicherer Umgang (2)
- Sicherheitstechnische Eigenschaften (2)
- Spaltkorrosion (2)
- Spezialgase (2)
- Spurenfeuchte (2)
- Statistische Bewertung (2)
- Steelmaking (2)
- Stofftransport (2)
- Structural Health Monitoring (2)
- Supermartensit (2)
- Synchrotron (2)
- TDA (2)
- TEKKEN-Test (2)
- TRAS 410 (2)
- Tank (2)
- Trapping (2)
- UN-GHS (2)
- Ultraschallunterstütztes Fräsen (2)
- Umlaufkühler (2)
- Vakuum (2)
- Verteilte akustische Sensorik (2)
- WIG-Schweißen (2)
- Wasserstoff als Energieträger (2)
- Wasserstoffeinspeisung (2)
- Wasserstoffunterstützte Kaltrissbildung (2)
- Wasserstoffunterstützte Rissbildung (2)
- Werkstoffklassen (2)
- Wiederkehrende Prüfung (2)
- Windenergie (2)
- Zulassungskriterium (2)
- Zündenergie (2)
- Zündgefahrenbewertung (2)
- pV-Produkt (2)
- 150 Jahre BAM (1)
- ATEX (1)
- ATR Anerkanntes Technisches Regelwerk (1)
- Abschälprüfung (1)
- Additive manufacturing (1)
- Adhäsionsprüfung (1)
- Advanced Materials (1)
- Akzeptanzrate (1)
- AlSi10Mg (1)
- Alkalien (1)
- Analytik (1)
- Ansprechzeit (1)
- Apis mellifera (1)
- Arbeitsbereichs "Themenfeld Energie Gase" (1)
- Arbeitsschutz (1)
- Archäometrie (1)
- Auslegungsüberschreitend (1)
- Auswirkungsbetrachtungen (1)
- Automobilindustrie (1)
- Außenbesichtigung (1)
- BAM-GGR 022 (1)
- BAM-Gefahrgutregel (1)
- Bauteilprüfung (1)
- Bauteilprüfung, -sicherheit und -zertifizierung (1)
- Bauteilversuch (1)
- Bauwesen (1)
- Bedeutung (1)
- Beförderung gefährlicher Güter (1)
- Bergungsdruckgefäß (1)
- Bersten (1)
- Berstfestigkeit (1)
- Berstprüfung (1)
- Berstversuch (1)
- Berufsgenossenschaft (1)
- Bestimmungsgemäßer Gebrauch im Explosionsschutz (1)
- Bestimmungsgemäßer Gebrauch im explosionsgefährdeten Bereich (1)
- Betonboden (1)
- Betonstahl (1)
- Betrieb (1)
- Betriebssicherheit (1)
- Biotische/abiotische Faktoren (1)
- Bremsbelag (1)
- Brücke (1)
- CFD (1)
- CLP-Verordnung (1)
- CNG (1)
- COD-AGE (1)
- Cabonfasern (1)
- Certified reference materials (1)
- Chemisch instabile Gase (1)
- Chlorid (1)
- Classification (1)
- Competence Center (1)
- Component testing (1)
- Composite (1)
- Composite pressure vessel (1)
- Composite structures (1)
- Composite-Druckgefäße (1)
- Computertomografie (1)
- Computertomographie (1)
- Concrete (1)
- Consequence (1)
- Consequences (1)
- Coulometrische Sensoren (1)
- Cross-cutting activities (1)
- Cryoegenic storage vessel (1)
- Cryogenic Tank (1)
- Current results of the DELFIN project (1)
- Cyro storage tanks (1)
- DELFIN (1)
- Datenerfassung (1)
- Deflagration (1)
- Deflagrationsfähige Stoffe (1)
- Dehnungsinduziert (1)
- Detonation (1)
- Detonationsfähige Stoffe (1)
- Dichtheit (1)
- Dichtheitsprüfung (1)
- Dichtheitsprüfverfahren (1)
- Dichtung (1)
- Diffusibler Wasserstoff (1)
- Digital Calibration Certificate (1)
- Digital Traceability (1)
- Digital quality infrastructure (1)
- Digitale Transformation (1)
- Digitaler Produktpass DPP (1)
- Digitalization (1)
- Distributed Acoustic Sensing (DAS) (1)
- Distributed fibre optic sensors (1)
- Dritter Körper (1)
- Druckbehältern (1)
- Druckgase (1)
- Druckgefäß (1)
- Druckgefäße (1)
- Druckspeicher (1)
- Druckwelle (1)
- Duktilität (1)
- Duplexstahl (1)
- Dünnschichten (1)
- ED-XRD (1)
- EES (1)
- EU-Recht (1)
- Eddy current testing (1)
- Einspanngrad (1)
- Einstufung gefährlicher Stoffe (1)
- Elektrische Energiespeicher (1)
- Elektrische Fremdbeeinflussung (1)
- Elektroofenstaub (1)
- Energieerzeugung (1)
- Energiequelle (1)
- Energiespeicher (1)
- Erdgasinfrastruktur (1)
- Ermüdungsrissfortschritt (1)
- Estrichbeton (1)
- Estrichbetonboden (1)
- Ex-Werkzeuge (1)
- Exotherme Reaktion (1)
- Explosion Limits (1)
- Explosion Protection (1)
- Explosionsszenarien (1)
- Explosionszonen (1)
- Faseropische Sensorik (1)
- Faseroptik (1)
- Faseroptische Sensoren (1)
- Faserverbund (1)
- Fehlervermeidung (1)
- Ferngasleitung (1)
- Fertigungstechnologie (1)
- Festigkeit (1)
- Feuersicherheit (1)
- Fibre-optic sensors (1)
- Fire (1)
- Flammable gas (1)
- Flammable liquid (1)
- Flüssigkeitsdruckprüfung (1)
- Flüssigwasserstoff (1)
- Foresight Prozess H2 (1)
- Forschungsbedarfe (1)
- Forschungslandschaft Wasserstoff (1)
- Forschungsnetzwerk Wasserstoff (1)
- Freisetzung (1)
- Freistrahlflamme (1)
- Functional safety (1)
- GTR 13 (1)
- Gas analysis (1)
- Gas cylinders (1)
- Gas purity (1)
- Gasanalytik (1)
- Gasbehälter (1)
- Gasdruckprüfung (1)
- Gasexplosion (1)
- Gasexplosionen (1)
- Gasfeuchte (1)
- Gassensoren (1)
- Gasspeicher (1)
- Gefahrenklassen (1)
- Gefahrgut Transport (1)
- Gefahrguttransport (1)
- Gefahrgutverpackungen (1)
- Gefahrstoff (1)
- Gefährliche Stoffe (1)
- Geführte Wellen (1)
- Gesetzliche Aufgaben (1)
- Gichtgasschlamm (1)
- Glaskapillaren (1)
- Glass (1)
- Glass screening device (1)
- Graduate School (1)
- Graduiertenkolleg (1)
- Graphit (1)
- Green Deal (1)
- Gremienarbeit (1)
- H2-Abbau (1)
- H2-Tankstelle (1)
- H2Safety@BAM.de (1)
- HSCC (1)
- Herausforderungen beim Schweißen hochfester FKB (1)
- Hi-Tension (1)
- High entropy alloy (1)
- High-entropy alloy (1)
- Hochdruckspeicherung (1)
- Hochentropie Legierung (1)
- Hochentropielegierung (1)
- Hochfest (1)
- Hochfester Feinkornbaustahl S960QL (1)
- Hollow specimen (1)
- Human Factors (1)
- Humidity sensor (1)
- Hydraulischer Lastwechselversuch (1)
- Hydrogen Infrastructure (1)
- Hydrogen Strategy (1)
- Hydrogen infrastructure (1)
- Hydrogen quality (1)
- Hydrogen release (1)
- Hydrogen strategy (1)
- Hydrogen technologies (1)
- Hydrogen transport (1)
- Hydrogen transport in pipelines (1)
- Höherfeste Feinkornbaustähle (1)
- Höherfester Feinkornbaustahl (1)
- ISO 15630-3 (1)
- ISO 3690 (1)
- ISO-Guide 35 (1)
- Ignition Source (1)
- Imker (1)
- Impakt (1)
- Impakt-Schaden (1)
- Imperfektion (1)
- Infractstructure (1)
- Infrastrukturmonitoring (1)
- Inhaltsstoffe (1)
- Insulation (1)
- Isolation (1)
- Japanese-German energy partnership (1)
- Joining (1)
- Joining process (1)
- KTE (1)
- Kaltrissbildung (1)
- Kaltrissprüfung (1)
- Kathodischer Korrosionsschutz (1)
- Keramikfeder (1)
- Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (1)
- Kohlenstoffschichten (1)
- Kompetenzzentrum H2Safety@BAM (1)
- Komponenten (1)
- Konformitätsbewertung (1)
- Konsequenz (1)
- Kontamination von H2 (1)
- Korrosionsverhalten (1)
- Kryogene Temperatur (1)
- Kühlmöbel (1)
- Künstliche Intelligenz (1)
- LIBS (1)
- LPG (1)
- Langsame Berstprüfung (1)
- Laser powder bed fusion (1)
- Lebensdauerversuche (1)
- Lebenslaufakte (1)
- Liquid Hydrogen (1)
- Liquified hydrogen (1)
- Lithium Batterien (1)
- Lithium-Batterien (1)
- Lithiumbatterien (1)
- Machining (1)
- Mariner Bewuchs (1)
- MatCom (1)
- Materialeignung und -kompatibilität (1)
- Materials compatibility (1)
- Materialschaedigung (1)
- Materialschädigung (1)
- Materialuntersuchung (1)
- Materialuntersuchungen (1)
- Mechanische Zündquellen (1)
- Mediumentropie Legierung (1)
- Mediumentropielegierung (1)
- Messung (1)
- Metallsulfide (1)
- Metallurgie (1)
- Methan (1)
- Methansäure (1)
- Mikrolegierungseinfluss (1)
- Mikroorganismen (1)
- Mikroplastik (1)
- Minimum Ignition Energy (1)
- Mobilität (1)
- Modalanalyse (1)
- ModuH2Pipe@BAM (1)
- Modulare Pipelineanlage (1)
- Monitoring Endlager (1)
- Monte-Carlo (1)
- Monte-Carlo-Simulation (1)
- Multi-gas sensor (1)
- Multigassensor (1)
- Multigassensorik (1)
- NDT (1)
- Nachwärmung (DHT) (1)
- Nanomaterialien (1)
- Neuartige Materialien (1)
- Neutronenradiographie (1)
- Neutronentomographie (1)
- Nicht elektrischer Explosionsschutz (1)
- Nichtelektrische Zündquellen (1)
- Nichtmetall-Analytik (1)
- Normen (1)
- Numerische Simulation (1)
- Offshore-Gründungen (1)
- Online-Monitoring (1)
- Online-NMR-Spektroskopie (1)
- Optical backscatter reflectometry (1)
- Optical fibre (1)
- Oxidationspotential (1)
- PEEK_Komposite (1)
- Passivität (1)
- Permeationsmessung (1)
- Polymere (1)
- Polymere Eigenschaften (1)
- Population (1)
- Potentialmessung (1)
- Power to Gas (1)
- Power2Gas (1)
- Pressure vessel (1)
- Probabilistik (1)
- Probenfertigung (1)
- Probengeometrie (1)
- Process and plant safety (1)
- Process control (1)
- ProcessNet (1)
- Project QI Digital: Quo vadis Use Case H2 Refuelling Station? (1)
- Projekte (1)
- Prozess- und Anlagensicherheit (1)
- Prozessindustrie (1)
- Prüffristenfestlegung (1)
- Prüfgase (1)
- Prüfung (1)
- QI Digital (1)
- Quality Infrastructure (1)
- Quantitative Risikoanalyse (1)
- RPT (1)
- Radiografie (1)
- Rapid phase transition (1)
- Referenzmaterialien (1)
- Reparaturschweißen (1)
- Research and Development (1)
- Residual stress (1)
- Ressourcenrückgewinnung (1)
- Risk Assessment (1)
- Riss (1)
- Rohrleitungen (1)
- Rotschlamm (1)
- Rückverfolgbarkeit (1)
- Rührreibschweißen (1)
- S690QL (1)
- S700MC (1)
- SSRT (1)
- Safety characteristic (1)
- Sauerstoff (1)
- Scanning kelvin probe force microscopy (1)
- Schaden Quantifizierung (1)
- Schadenverhütung (1)
- Schallemissionsprüfung (1)
- Schallemmission (1)
- Schmierstoffe (1)
- Schutzmaßnahmen (1)
- Schweißeigenspannungen (1)
- Schweißparameter (1)
- Schweißverbindung (1)
- Schweißverbindungen (1)
- Schwergas (1)
- Schwimmhallen (1)
- Schwingfestigkeit (1)
- Schädigung (1)
- Secondary Recources (1)
- Sensor (1)
- Sensor response (1)
- Sensoren (1)
- Sensorik, Analytik und Referenzmaterialien (1)
- Sensornetzwerk (1)
- Sensors and analytics (1)
- Sicherheit von Wasserstofftechnologien (1)
- Sicherheitsmanagement (1)
- Slow strain tensile tests (1)
- Sondervorschrift 674 (1)
- Spannstahlprüfung (1)
- Spannung (1)
- Spannungs-Dehnungs-Verhalten (1)
- Stahl (1)
- Stahlbeton (1)
- Stahllegierungen (1)
- Stahlwerksschlacke (1)
- Standortvorteil (1)
- Stationäre Energiespeicher (1)
- Stichprobenprüfung (1)
- Stift-Scheibe-Anordnung (1)
- Streuung (1)
- Structural health monitoring (SHM) (1)
- Struktur- und fluidmechanische Schwingungen (1)
- Study (1)
- Störfall (1)
- Sulfat (1)
- Supermarktkälte (1)
- Swept wavelength interferometry (SWI) (1)
- Synchrotron-Refraktion (1)
- Synthesegas (1)
- Synthetic Gas (1)
- Synthetische Moschusverbindungen (1)
- TEKKEN (1)
- TEKKEN Test (1)
- Technische Gase (1)
- Technische Regeln (1)
- Technologie (1)
- Temperatureinfluss (1)
- Tensile test (1)
- Testinfrastruktur (1)
- Testing (1)
- The upper consequence limit as a control instrument (1)
- Thermal desorption analysis (1)
- Thermografie (1)
- Thermomechanische Eigenschaften (1)
- TiO2 (1)
- Tiefkalt (1)
- Time-of-Flight Mass Spectrometry (1)
- Tragstrukturen (1)
- Transformation (1)
- Tribologie (1)
- Trustworthy Hydrogen (1)
- Trägergasheißextraktion (1)
- Tunnel (1)
- Tutorial (1)
- UN-Modellvorschriften (1)
- UP-Schweißen (1)
- Ultraschallprüfung (1)
- Ultraschallwellen (1)
- Ultrasonic machining (1)
- Umwelt (1)
- Unbeschichteter Betonboden (1)
- Unbeschichteter Estrichbetonboden (1)
- Uncertainty (1)
- Unterfeuerung (1)
- Unterirdische Speicher (1)
- Vacuum hot extraction (1)
- Varroa destructor (1)
- Verflüssigt (1)
- Verflüssigtes Erdgas (1)
- Verpackungen (1)
- Verschleiß (1)
- Versuchsplattform (1)
- Vertrauen (1)
- Vertrauen in Wasserstofftechnologien (1)
- Verwaltungsschale (1)
- Volumenbegrenzung (1)
- Wassersoff (1)
- Wasserstoff Café (1)
- Wasserstoff Hydrogen (1)
- Wasserstoff Referenzmaterial (1)
- Wasserstoff-Druckspeicherung (1)
- Wasserstoff-Sicherheit (1)
- Wasserstoff-Wirtschaft (1)
- Wasserstoffanalytik (1)
- Wasserstoffbedingte Eigenschaftsdegradation (1)
- Wasserstoffdruckbehälter (1)
- Wasserstoffeintrag (1)
- Wasserstofferzeugung (1)
- Wasserstoffgradient (1)
- Wasserstofflagerung (1)
- Wasserstoffplasma (1)
- Wasserstoffsensor (1)
- Wasserstoffsicherheit (1)
- Wasserstoffstrategie (1)
- Wasserstofftransport in Pipelines (1)
- Wasserstoffunterstütze Kaltrissbildung (1)
- Werkstatt (1)
- Werkstoffkompatibilität (1)
- Windturbine (1)
- Wirbelstrom (1)
- Wärmeeinflusszone (1)
- Wärmeexplosion (1)
- Wärmestrahlung (1)
- ZRM (1)
- Zeichenmaterialien (1)
- Zeitstandbeanspruchung (1)
- Zementersatz (1)
- Zink (1)
- Zuständige Behörde (1)
- Zwischenlagerung (1)
- Zyklische Belastung (1)
- dehnungsinduzierte Phasenumwandlung (1)
- digitale Transformation (1)
- energiedispersive Röntgendiffraktometrie (1)
- hochfester Feinkornbaustahl (1)
- modulare Pipelineanlage (1)
- nichtelektrische Funken (1)
- nichtrostender Stahl (1)
- smart standards (1)
- statistische Bewertung (1)
- t90-Zeit (1)
- zerstörungsfreie Prüfung ZfP (1)
- zertifizierte Referenzmaterialien (1)
- Überlebenswahrscheinlichkeit (1)
Organisationseinheit der BAM
- 9 Komponentensicherheit (76)
- 2 Prozess- und Anlagensicherheit (71)
- 2.1 Sicherheit von Energieträgern (62)
- 3 Gefahrgutumschließungen; Energiespeicher (55)
- 9.4 Integrität von Schweißverbindungen (45)
- 8 Zerstörungsfreie Prüfung (42)
- 3.5 Sicherheit von Gasspeichern (41)
- 9.0 Abteilungsleitung und andere (36)
- 7 Bauwerkssicherheit (29)
- 7.6 Korrosion und Korrosionsschutz (28)
Mit „Knallgas“ in die Zukunft? Sicherheit von Wasserstoff – Von der Herstellung bis zur Nutzung
(2022)
Der Vortrag gibt eine Antwort auf die Frage: „Ist der Umgang mit Wasserstoff so sicher, dass wir unsere Zukunft darauf aufbauen können?“
Dr. Mair stellt das Kompetenzzentraum H2Safety@BAM vor. Er beginnt mit dem spektakulären Wasserstoff-Unfall auf dem Tempelhofer Feld aus dem Jahr 1894, kommt zur Gründung des Kompetenzzentrums im Kontext der Wasserstoffstrategien Deutschlands und der EU und erläutert deren sicherheitsfokussierte Ausrichtung, um Vertrauen in Wasserstofftechnologien zu schaffen und zu bewahren.
Danach werden die physikalischen Eigenschaften von Wasserstoff im Vergleich zu Methan (Erdgas) vorgestellt. Dies leitet über zur Betrachtung des Hindenburg-Unfall sin Lakehurst 1937.
Im nächsten Abschnitt werden der weltweite Bedarf an H2, sein Importbedarf aus deutscher Sicht, das weltweite Erzeugungspotential und der Transportaufwand der üblichen H2-Derivate dargelegt.
Die zentrale Frage ist die nach der Sicherheit von Wasserstoff als Ergebnis der bisher ergriffenen Maßnahmen. Es werden wenige der immer wieder geschehenden Unfälle im Transport von Energieträgern vorgestellt, was zur Erkenntnis führt, dass, um die Sicherheit objektiv beurteilen zu können, der Risikobegriff herangezogen werden muss.
Das Risiko basiert auf der Konsequenz und der Häufigkeit eines Ereignisses. Mit Blick auf den bereits erkennbaren Markhochlauf wird dargelegt, wie eine Risikosteuerung in Abhängigkeit der Produkte im Transport funktionieren kann. Hierzu muss beachtet werden, dass jede Eigenschaft streut. Damit sind auch die Zuverlässigkeit jedes einzelnen Speichers, des gesamten Bestandes an Gasspeichern, im Neuzustand und erst recht mit zunehmendem Alter einer Streuung unterworfen, die aktuell nur über Stichproben abgeschätzt werden kann.
Es wird an Beispielen aufgezeigt, welche Prüftechniken und Beurteilungsmethoden die BAM zur Sicherheitsbeurteilung von Transportspeichern und sogar Tankstellen einsetzt und weiterentwickelt.
Dies führt zu einem Petitum für probabilistische Betrachtungsweisen von Produktsicherheit mit Blick auf die Qualität der Rechtsvorschriften, der Produktdesigns und der Herstellung von Produkten für die Wasserstoffanwendung.
Hinsichtlich ihrer sicherheitstechnischen Kenngrößen (STK) unterscheiden sich Wasserstoff und Erdgas zum Teil stark. Im Vortrag werden verschiedene STK von Erdgas/Wasserstoff-Gemischen im Abhängigkeit des Wasserstoffanteils vorgestellt und die Auswirkung der Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas auf die Wirksamkeit von Explosionsschutzmaßnahmen erläutert.
Im Beitrag werden die sicherheitstechnischen Eigenschaften von Wasserstoff diskutiert. Sowohl die Herstellung durch Wasserelektrolyse als auch die Einspeisung von Wasserstoff ins Erdgasnetz werden im Hinblick auf mögliche Gefahren durch die Veränderung von sicherheitstechnischen Kenngrößen unter Prozessbedingungen betrachtet.
Die Effizienz von Gassensoren zur sicheren Verwendung von Wasserstoff hängt wesentlich von der Reaktion des Sensors auf eine Änderung der Wasserstoffkonzentration ab. Daher wurde die Ansprechzeit von fünf im Handel erhältlichen Wasserstoffsensoren unterschiedlichen Messprinzips bestimmt. Experimente haben gezeigt, dass alle Sensoren die Anforderungen der Norm ISO 26142 übertreffen; es wurden Ansprechzeiten im Bereich (t90-Zeiten) von 2 s bis 16 s ermittelt. Die Ergebnisse können mit Exponential- oder Sigmoidalfunktionen approximiert werden. Es kann gezeigt werden, dass die Ergebnisse zum transienten Verhalten sowohl von den Betriebsparametern der Sensoren und Prüfverfahren als auch von den experimentellen Bedingungen wie Gaswechselrate sowie Konzentrationssprung abhängen.
Wasserstoff unterscheidet sich hinsichtlich der sicherheitstechnischen Eigenschaften von anderen brennbaren Gassen, v.a. durch die sehr niedrige Mindestzündenergie und die sehr hohe Flammengeschwindigkeit. Durch Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas ändern sich die sicherheitstechnischen Eigenschaften zum Teil in kritischer Richtung. Bis zu einem Wasserstoffanteil von 10 Mol-% im Erdgas ist aber keine wesentliche Anpassung der Maßnahmen für den Explosionsschutz erforderlich. Synthesgas ist ein weiteres Wasserstoffgemisch das in Zukunft vermutlich zunehmend relevant sein wird. Die beiden Komponenten Wasserstoff und Kohlenmonoxid haben zwar in mancher Hinsicht ähnliche sicherheitstechnische Eigenschaften unterscheiden sich aber auch sehr stark bzgl. der Mindestzündenergie und der Flammengeschwindigkeit.
Wasserstoff wird als ein potenzieller alternativer Energieträger gesehen, mit dem die für 2050 gesetzten Klimaziele erreicht werden könnten. Der Transport von Wasserstoff ist mittels verschiedener Speichertechniken möglich, von denen der kryogene Transport mit den größten volumetrischen Energiedichten einhergeht. Hierdurch eignen sich diese Speicher besonders für die energieintensiven Verkehrsmittel im Land-, See- und Flugverkehr.
Im Vortrag werden Speichertechniken, Gefahren im Umgang mit kryogenen Gasen sowie bisherige Störfälle dargestellt. Darauf aufbauend wird ein Teil der aktuellen Forschungsarbeit an der BAM vorgestellt, die die Sicherheit dieser Speicher unter außergewöhnlichen Belastungen adressiert.
Mit zunehmender Produktion und Einsatz von Wasserstoff kommt immer mehr die Frage auf, inwieweit etablierte Freistrahlmodelle geeignet sind die Freisetzung von Wasserstoff aus Ausbläsern ausreichend genau zu berechnen, um darauf aufbauend Aussagen zum Explosionsschutz treffen zu können. Ein Vergleich mit experimentellen Untersuchungen zeigt, dass die Berechnungen von Modellen, die z.B. für Erdgas geeignete sind, für sehr leichte Gase größere Abweichungen ergeben können. Es sind daher Modifikationen für das Integralmodell von Schatzmann und das empirische Modell von Chen/Rodi entwickelt und mit experimentellen Untersuchungen verglichen worden. Bei einer verzögerten Zündung der Wasserstoff-Gaswolke sind bei experimentellen Untersuchungen relevante Explosionsüberdrücke gemessen worden, die bei einer Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden sollten. Hierfür ist ein Berechnungsansatz in Verbindung mit dem Multi-Energy-Modell entwickelt worden.
Die BAM beteiligt sich sehr aktiv am Forschungsnetzwerk Wasserstoff, eines von neun Forschungsnetzwerken Energie der Bundesregierung. Der Vortragende ist Sprecher des Cluster IV "Sicherheit, Akzeptanz und nachhaltige Markteinführung" vom Forschungsnetzwerk und wurde vom Geschäftsführer des Center of Safety Excellence GmbH gebeten, die aktuellen Forschungsbedarfe des Netzwerkes, die in der Expertenempfehlung 2023 dem BMWK übermittelt wurden, vorzustellen.
Der Vortrag führt kurz in die Entwicklung der Primärenergiequellen in D und die Bedeutung der Energie für Mobilität und deren Speichermöglichkeiten ein. Er greift kurz den geschlossenen Charakter des H2-Kreislaufes auf, und stellt die Universalität des Wasserstoffs in der Energieversorgung dar. Er zeigt die Entwicklung der Speichermethoden auf und stellt deren Leistungsfähigkeit gegenüber.
Am Beispiel wird der Aufbau eines modernen CGH2-Hochdruckspeichers erläutert und die von der Entwicklung bis zum Lebensende erforderlichen Arbeitsschritte dargelegt. Darauf aufbauend wird für jeden Arbeitsschritt dargestellt, welche zugehörigen Kompetenzen über die gesamte BAM verteilt verfügbar sind. Ergänzend werden die zerstörenden und die nicht zerstörenden Prüfverfahren gegenübergestellt, die gemeinsam ihren Beitrag zur Betriebssicherheit leisten. Analog werden die Bewertungsverfahren klassischer Art (deterministisch) und das der BAM (probabilistisch) verglichen und das Entwicklungspotential des letzteren bzgl. der Effizienz im Wasserstofftransport am Beispiel der Wasserstoffbatteriefahrzeuge aufgezeigt.
Der Vortrag endet mit drei Fragen an die Beiräte.
In dem hier vorgestellten Projekt wurde die Wirksamkeit mechanischer Schläge als Zündquelle für wasserstoffhaltige Atmosphären in Abhängigkeit von der inhomogenen Materialpaarung systematisch untersucht. Dabei wurden praxisrelevante Materialien wie Edelstahl, niedrig legierter Stahl, Beton und Nichteisenmetalle betrachtet. Es wurde festgestellt, dass eine Zündung vermieden werden kann, wenn Nichteisenmetalle in Kombination mit verschiedenen metallischen Werkstoffen verwendet werden. In Kombination mit Beton muss die kinetische Schlagenergie auch mit Nichteisenmetallen weiter begrenzt werden, um eine wirksame Entzündung zu vermeiden. Außerdem wurde untersucht, wie sich die Beimischung von Wasserstoff zu Erdgas auf die Wirksamkeit mechanischer Stöße als Zündquelle auswirkt. Bei Beimischungen von bis zu 25 % Wasserstoff und sogar mehr konnte kein Einfluss festgestellt werden. Die Ergebnisse sind vor allem relevant im Zusammenhang mit der Umwidmung des Erdgasnetzes oder der Beimischung von Wasserstoff im Erdgasnetzes.
In einem von der BG ETEM geförderten Vorhaben wurden sicherheitstechnische Kenngrößen für den Explosionsschutz von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen nach den aktuellen europäischen Normen gemessen. Dabei können für Stoffmengenanteile bis zu 10% Wasserstoff folgende Aussagen getroffen werden: Die unteren Explosionsgrenzen und Sauerstoffgrenzkonzentrationen verändern sich nur wenig. Der Einfluss auf Explosionsdrücke und KG-Werte ist ebenfalls vernachlässigbar. Die Modellgase mit Wasserstoffanteilen von bis zu 10 Mol-% erfüllen weiterhin sicher die Voraussetzung für die Ex-Gruppe IIA. Höhere Wasserstoffanteile (> 30%) können einige Kenngrößen relevant beeinflussen (z. B. OEG, LOC, MESG, KG).
In einem Vorhaben wurden sicherheitstechnische Kenngrößen für den Explosionsschutz von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen nach den aktuellen europäischen Normen gemessen. Dabei können für Stoffmengenanteile bis zu 10% Wasserstoff folgende Aussagen getroffen werden:
Die unteren Explosionsgrenzen und Sauerstoffgrenzkonzentrationen verändern sich nur wenig.
Der Einfluss auf Explosionsdrücke und KG-Werte ist ebenfalls vernachlässigbar.
Die Erdgase mit Wasserstoffanteilen von bis zu 10 Mol-% erfüllen weiterhin sicher die Voraussetzung für die Ex-Gruppe IIA.
Höhere Wasserstoffanteile (> 30%) können einige Kenngrößen relevant beeinflussen (z. B. OEG, LOC, MESG, KG).
Berechnungen zeigen nur geringen Einfluss von 10 % H2 auf die Gasausbreitung.
Gaswarngeräte müssen in der Regel neu kalibriert werden.
Um die Energiewende voranzubringen, wird neben dem Ausbau der Erneuerbaren Energien ein schneller Markthochlauf bei Wasserstoff-Erzeugung, Transport und Anwendung angestrebt. Dieser Markthochlauf geht derzeit insbesondere einher mit Fragen der Wirtschaftlichkeit und der Umsetzung einer Serienfertigung von Elektrolyseuren. Bei Fragen der Sicherheit wird üblicherweise auf das bestehende Regelwerk verwiesen. Da der Umgang mit Wasserstoff und die Technologien zur Wasserstoff- Erzeugung nicht neu sind, geht man davon aus, dass durch die Einhaltung der bestehenden Regelwerke die Anlagen ausreichend sicher sind. Aber ist das wirklich so? Decken die bestehenden technischen Regelwerke alle derzeitigen Entwicklungen im Zusammenhang mit der Wasserstofferzeugung und -nutzung in allen notwendigen Facetten ab, um die Sicherheit zu gewährleisten? Der Experten-Workshop soll die Möglichkeit bieten, sich über die Sicherheit bei Wasserstofferzeugung und -nutzung auszutauschen sowie offene Fragestellungen und Lücken im Regelwerk zu identifizieren. Hierzu sind sowohl Impulsvorträge als auch ein offener Austausch mit allen Teilnehmenden geplant.
In-situ ED-XRD und Radiographie während eines Zugversuchs an wasserstoffbeladenem Supermartensit
(2017)
In diesem Vortrag werden Ergebnisse von in situ Experimenten am Berliner Elektronenspeicherring (BESSY II) vorgestellt. Es wurden Zugversuche an wasserstoffbeladenen und wasserstofffreien supermartensitischen Proben durchgeführt und gleichzeitig sowohl Diffraktionsspektren als auch röntgenradiographische Bilder aufgenommen. Die energiedispersive Röntgendiffraktion ermöglichte dabei in-situ die dehnungsinduzierte Phasenumwandlung von Restaustenit zu Martensit zu beobachten. Die Radiographiebilder der zerreisenden Probe gaben Einblicke in das Bruchverhalten in Abhängigkeit vom Wasserstoffgehalt des Supermartensits.
Dem AVK-Arbeitskreis Wasserstoff-Drucktanks werden ausgehend von Zielen und Aufgaben der BAM sowie der Fachkompetenz auf dem Gebiet der Sicherheit von Composite-Druckbehältern über die prüftechnische Ausstattung, die angewendeten und weiterentwickelten Prüf- und Untersuchungsmethoden sowie zu Beispielen von Forschungsvorhaben wie DELFIN, COLIBRI und SH2APED berichtet.
Die wasserstoffunterstützte Schädigung von Komponenten und Bauteilen aus Stahl ist ein Phänomen, welches seit vielen Jahrzehnten bekannt ist und untersucht wird. Eine Vielzahl von Quellen (z.B. Schutzgas oder Feuchtigkeit beim Schweißen, Reinigung von Metallen in Säurebädern, galvanischer oder kathodischer Schutz) ermöglicht die Wasserstoffaufnahme in den Stahl. Der im Gitter gelöste oder an Wasserstoffhaftstellen (Versetzungen, Grenzflächen, Poren, etc.) getrappte Wasserstoff diffundiert aufgrund von Konzentrationsgradienten oder getrieben durch Spannungs- bzw. Dehnungsgradienten durch das vorliegende Gefüge, wo er in Kombination mit einwirkenden Beanspruchungen (äußere Last oder Eigenspannungen) eine lokale, signifikante Degradation der mechanisch-technologischen Eigenschaften bewirken kann.
Die dazu entwickelten und allgemein anerkannten Schädigungsmodelle gehen unter anderem von einem Einfluss des Wasserstoffs auf die Versetzungsentstehung und Versetzungsbeweglichkeit aus. Des Weiteren wird angenommen, dass Wasserstoff nicht nur durch Diffusion im Gitter transportiert wird, sondern auch an Versetzungen angehaftet ist und sich mit diesen im Falle plastischer Verformung mitbewegt.
Wasserstoff hat im Vergleich zu den meisten üblichen Legierungselementen von Stahl (Eisen, Chrom, Kohlenstoff) einen großen Wechselwirkungsquerschnitt für kalte und thermische Neutronen, was Neutronenradiographie und -tomographie zu geeigneten bildgebenden Verfahren zur lokalen Detektion von Wasserstoffakkumulationen in Stahl macht.
Elektrochemisch mit Wasserstoff beladene Zugproben aus supermartensitischem Stahl wurden vor und nach dem Zugversuch an der ANTARES beamline am FRM II polychromatisch radiographiert bzw. tomographiert. Die Bruchoberfläche der Probe wurde zusätzlich rasterelektronenmikroskopisch charakterisiert. Die Fraktographien der Bruchoberfläche in Verbindung mit den durch die Tomographie gewonnenen Informationen zu Wasserstoffansammlungen zeigen, dass nach dem Bruch auch in duktilen Versagensbereichen untypischerweise vermehrt Wasserstoff zu finden ist.
Die dehnungsinduzierte Martensitbildung wurde mittels Röntgen-Diffraktion und -Radiographie mit dem EDDI-Instrument am BESSY II in supermartensitischem Stahl mit Anlassaustenit untersucht. Die Bildung wird durch Wasserstoff im Gefüge unterdrückt. Die Duktilität von wasserstofffreiem SMSS korreliert mit dem Anteil an dehnungs-induziertem Martensit
Die Ergebnisse von in-situ Experimenten am Berliner Elektronenspeicherring (BESSY II) werden vorgestellt. Es wurden Zugversuche an wasserstoffbeladenen und wasserstofffreien supermartensitischen Proben durchgeführt und Diffraktionsspektren und radiographische Bilder aufgenommen. Die energiedispersive Röntgendiffraktion ermöglichte dabei die dehnungsinduzierte Phasenumwandlung von Restaustenit zu Martensit in-situ zu beobachten. Die Radiographiebilder der zerreisenden Probe gaben Einblicke in das Bruchverhalten in Abhängigkeit vom Wasserstoffgehalt des Supermartensits.
Das Thema Wasserstoff ist an der BAM seit mehr als hundert Jahren aktuell und steht auch gegenwärtig im Zentrum zahlreicher Forschungs- und Kooperationsaktivitäten. Mit der aktuellen Wasserstoff-Strategie der BAM werden wichtige Voraussetzungen dafür geschaffen, dass der Markthochlauf gelingt und die technische Sicherheit und Überwachung der Infrastrukturen und Anlagen gewährleistet ist – von der Erzeugung, über den Transport bis zur Speicherung und Bereitstellung von Wasserstoff als Energieträger der Zukunft.
In-situ ED-XRD und Radiographie während eines Zugversuchs an wasserstoffbeladenem Supermartensit
(2017)
Die Ergebnisse von in-situ Experimenten am Berliner Elektronenspeicherring (BESSY II) werden vorgestellt. Es wurden Zugversuche an wasserstoffbeladenen und wasserstofffreien supermartensitischen Proben durchgeführt und Diffraktionsspektren und radiographische Bilder aufgenommen. Die energiedispersive Röntgendiffraktion ermöglichte dabei die dehnungsinduzierte Phasenumwandlung von Restaustenit zu Martensit in-situ zu beobachten. Die Radiographiebilder der zerreisenden Probe gaben Einblicke in das Bruchverhalten in Abhängigkeit vom Wasserstoffgehalt des Supermartensits.
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.
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.
Wasserstoff als flexibel einsetzbarer und leicht transportierbarer Energieträger bildet eine Schlüsselkomponente auf dem Weg zu einer klimaneutralen Energiewende. Zur Speicherung von gasförmigem Wasserstoff kommen bei stationären und auch mobilen Anwendungen meist Druckbehälter aus Verbundwerkstoffen zum Einsatz. Dabei ist für den Betrieb der Behälter die Gewährleistung der Sicherheit von großer Relevanz. Structural Health Monitoring (SHM) bietet einen innovativen Ansatz, um sowohl die Sicherheit als auch die Zuverlässigkeit der Druckbehälter zu gewährleisten und kritische Versagensfälle zu vermeiden.
Zur kontinuierlichen Überwachung und Bewertung des Zustands eines Wasserstoffdruckbehälters wird in dem vorliegenden Beitrag eine aktive Methode präsentiert, die auf geführten Ultraschallwellen basiert. Dabei kommt das Pitch-Catch Verfahren zwischen Sender und Empfängern zur Überwachung der strukturellen Integrität zum Einsatz. Auf Grundlage des untersuchten Wellenausbreitungsverhaltens im Druckbehälter sowie der Geometrieeigenschaften wird ein Sensornetzwerk aus piezoelektrischen Flächenwandlern (PZT) zur Abdeckung des zu überwachenden Bereichs entworfen. Ziel ist es mit Hilfe eines Optimierungsalgorithmus eine größtmögliche Abdeckung bei gleichzeitiger Minimierung der Anzahl der Sensoren zu erreichen. Zudem soll eine gleichmäßige und platzsparende Verteilung im Vordergrund stehen, so dass zukünftig weitere Messmethoden auf dem Druckbehälter angewendet werden können (z. B. durch akustische oder faseroptische Sensoren).
Das für die Anwendung optimierte Sensornetzwerk wird anschließend hinsichtlich der Robustheit bei der Schadenserkennung und -lokalisierung durch Aufbringen von künstlichen Schäden evaluiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die künstlichen Schäden am Wasserstoffdruckbehälter nachgewiesen werden können.
Bei der Power-to-Gas-Technologie wird überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien 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 Präsentation befasst sich mit den Auswirkungen von Wasserstoffzusätzen zum Erdgas im Hinblick auf den Explosionsschutz.
Von besonderem Interesse waren diejenigen Kenngrößen, die für reines Methan (Erdgas) und Wasserstoff deutliche Unterschiede aufweisen. Anders als bei vielen Literaturquellen, sollten im Rahmen dieser Untersuchungen ausschließlich die im Bereich der ATEX geltenden, harmonisierten Normen zur Bestimmung der Kenngrößen angewendet werden.
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 Gasexplosionen werden nur wenig beeinflusst.
Da die Zusammensetzung der Prozessgase bei Wasserstoffeinspeisung in das Netz schwanken kann, ist auf Basis experimenteller Daten ein Modell entwickelt worden, mit dem Explosionsgrenzen von reinem Brenngas und von Brenngas-Inertgas-Gemischen berechnet werden können.
Vergleichende Berechnungen zur Festlegung von explosionsgefährdeten Bereichen (Ex-Zonen) auf Basis von Gasausbreitungsberechnungen ergaben ebenfalls nur geringfüge Unterschiede zum reinen Erdgas.
Der Einsatz von Gaswarngeräten, die für Erdgas kalibriert wurden, ist für Erdgas-Wasserstoff-Gemische grundsätzlich möglich, erfordert aber eine gesonderte Sicherheitsbewertung und ggf. eine Nachjustierung.
Messverfahren für Wasserstoff: Qualität durch Zertifizierung – Standortvorteile in Deutschland
(2021)
Die Veranstaltungsreihe "Neue Märkte erschließen – mit Normen und Standards hoch hinaus", die vom DIN gemeinsam mit der NOW GmbH organisiert wird, richtets sich vorwiegend an KMUs. Fokus der Veranstaltung sind Messverfahren für Wasserstoff. Der Beitrag der BAM führt sehr kurz die Rolle nationaler und internationaler Normung sowie weltweiter Metrologie im Rahmen der Meterkonvention bezüglich analytischer Qualitätssicherung und Zertifizierung von Gasen und Referenzmaterialien ein. Es werden aktuelle Beispiele für die Qualitätssicherung von Wasserstoff, mögliche dazu notwendige Ausrüstung und weiterführende Literaturquellen vorgestellt.
In situ ED XRD und Radiographie während eines Zugversuchs an wasserstoffbeladenem Supermartensit
(2019)
Die Ergebnisse von in-situ Experimenten am Berliner Elektronenspeicherring (BESSY II) werden vorgestellt. Es wurden Zugversuche an wasserstoffbeladenen und wasserstofffreien supermartensitischen Proben durchgeführt und Diffraktionsspektren und radiographische Bilder aufgenommen. Die energiedispersive Röntgendiffraktion ermöglichte dabei die dehnungsinduzierte Phasenumwandlung von Restaustenit zu Martensit in-situ zu beobachten. Die Radiographiebilder der zerreisenden Probe gaben Einblicke in das Bruchverhalten in Abhängigkeit vom Wasserstoffgehalt des Supermartensits.
Wasserstoff kann in Überlagerung mit Beanspruchungen zu einem unerwarteten Werkstoffversagen in höherfesten Stählen führen (wasserstoffunterstützte Schädigung von Metallen, starke Abnahme des Verformungsvermögens). In der Schweißtechnik besteht die Gefahr der wasserstoffunterstützten Kaltrissbildung. Die Aufnahme von Wasserstoff während des Schweißens lässt sich gänzlich nicht verhindern. Höherfeste Feinkornbaustähle um 700 MPa werden zunehmend mit unterschiedlichen Legierungskonzepten und Herstellungsrouten produziert. Diese Unterschiede erzeugen ein differentes Gefüge und Aussscheidungscharakteristik bei nominell ähnlichen Festigkeiten. Wichtige Vertreter sind der S690QL und der S700MC. Die Ergebnisse zeigen zum einen eine deutliche Abnahme der mechanisch-technologischen Gütewerte, zum anderen eine differente Degradation durch Wasserstoff. Signifikant ist die Abnahme der wahren Bruchdehnung bei bereits geringen Wasserstoffkonzentrationen unterhalb 4 ppm. Weiterhin wurde das Wasserstoffbindungsverhalten (Trapping) im Grundwerkstoff und im schweißsimulierten Gefüge untersucht. Die Ergebnisse zeigen Unterschiede hinsichtlich der Bindungsenergie und des Fallencharakters. Die Resultate belegen, dass eine Reduzierung des eingebrachten Wasserstoffs unabdingbar ist für einen sicheren Betrieb geschweißter Komponenten aus höherfestem Feinkornbaustahl.
Beim BAM-UBA-Behördenerfahrungsaustausch 2022 hat die BAM zu dem Schwerpunktthema Wasserstoff den von der Bundesregierung avisierten Markthochlauf und das Thema Vertrauen durch Sicherheit vorgestellt. Dabei wurde das Kompetenzzentrum H2Safety mit seinen derzeitigen Aktivitäten ebenso vorgestellt wie sicherheitstechnische Fragestellungen, die über die Wertschöpfungskette hinweg derzeit existieren. Dabei handelt es sich um Fragestellungen zur Materialeignung und -kompatibilität, Leckageüberwachung, Schutzkonzepte und Unfallszenarien. Darüber hinaus gibt es Themen, die keinen direkten Bezug zur Sicherheit haben, aber das Vertaruen in Wasserstofftechnologien deutlich fördern können. Neben Aus- und Weiterbildungskonzepten wurden auch die Themen Akzeptanz und Risikokommunikation sowie Normung und Standardisierung behandelt.
Druckbehälter aus Verbundwerkstoffen (sog. Composites) werden vielfältig zur Speicherung von Wasserstoff in und auf Fahrzeugen eingesetzt: auf Bus- und Zugdächern, im Pkw und auf für den Transport von Wasserstoff in sog. Batteriefahrzeugen. Alleine dort haben die neuen Composite-Speicher zu einer Gewichtsreduktion und damit Steigerung der Transporteffizienz von 10 auf 35 kg Wasserstoff pro Tonne Fahrzeuggewicht geführt.
Mit der dadurch gestiegenen Menge von Wasserstoff im Fahrzeug und auch der Anzahl der Fahrzeuge ist es hilfreich, die Risiko-Aspekte genauer zu betrachten. Die Druckwelle von Wasserstoff ist zwar bei gleichem Druck-Volumen-Produkt (pV-Produkt) von geringerer Konsequenz, aber absolut dennoch erheblich. Kombiniert man diese Betrachtung mit der Risikogrenze, wie diese in der GGR 021 auf Basis der Eintrittswahrscheinlichkeit und des pV-Produkts festgelegt ist, lässt sich das Risiko zukunftsfest steuern.
Zieht man als Beispiel den Schweitzer Ansatz zur Seveso-II- Richtlinie hinzu, kommt man z.B. über die Anzahl der Toten zu einer Obergrenze der Konsequenz, die unabhängig vom Risiko kritisch wird. Sobald im Katastrophenfall keine adäquaten Maßnahmen mehr ergriffen werden können, können die entsprechenden Konsequenzen zur mehr unter erheblichen Auflagen akzeptiert werden.
Da ein solcher Ansatz für den Gefahrguttransport von (zukünftigen) Massengütern wie Wasserstoff nicht akzeptabel ist, muss bei der Zulassung von Wasserstoffspeichern im Transport auf ein maximales pV-produkt von 1.5 Mio bar-Liter (Prüfdruck) bzw. 1 Mio bar-Liter (Nennbetriebsdruck) geachtet werden.
Diese Betrachtung hat bereits zu erheblichen Begrenzungen des Geltungsbereichs in Normungsprojekten geführt.
Im Vortrag werden die sicherheitstechnischen Kenngrößen des Explosionsschutzes von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen erläutert. Der Einfluss von Wasserstoffeinspeisung in Erdgasnetze wird dargestellt und diskutiert. Die Stoffdaten der Erdgas-Wasserstoff-Gemische sind im Rahmen eines von der BG-ETEM geförderten Vorhabens in der BAM gemessen worden. Basis dieser Messungen waren in Europa harmonisierte Normen.
Mit Hilfe von numerischen Methoden sind explosionsgefährdete Bereiche um Abblasvorrichtungen bei Erdgas-Wasserstoff-Gemischen im Vergleich zum reinen Erdgas betrachtet worden. Der Vortrag gibt weiterhin Hinweise auf Auswirkungen von Wasserstoffzusätzen auf Gaswarngeräte.
Der Vortrag zeigt den Weg des Themas Wasserstoff von Adolf Martens bis zum Kompetenzzentrum H2SafetyBAM, die zugehörigen Kompetenzfelder, deren Ziele und verantwortliche Personen.
Der Hauptteil reflektiert den Aspekt des Markthochlaufes von Wasserstofftechnologien und zeigt einen Maßnahmenkatalog von der Risikosteuerung über die Konsequenzbegrenzung bis zu probabilistische Ansätzen in der Bewertung von Prüfergebnissen und der Wirkung von Mindestanforderungen.
Im Rahmen des 6. Lausitzer Netzwerktreffens DurcH2atmen hat die BAM das Kompetenzzentrum H2Safety sowie aktuell drei große Projekte zur Schaffung einer Testinfrastruktur auf dem BAM TTS vorgestellt. Es handelt sich hierbei um die vom BMWK geförderten Projekte ModuH2Pipe (Modulare Pipelineanlage zur Untersuchung sicherheitstechnischer Fragestellungen beim Transport von Wasserstoff und Wasserstoff/Erdgasgemischen in Pipeline) und QI Digital "Usecase" Wasserstofftankstelle" sowie den Aufbau einer Höchstdruckinfrastruktur für die Bereitstellung von 1000 bar Wasserstoff in einem 5 m³-Behälter inkl. Peripherie.
Im Vortrag werden die für den Betrieb der Erdgasnetze relevanten Kenngrößen des Explosionsschutzes erläutert. Der Einfluss von Wasserstoffeinspeisung auf diese Kenngrößen wird dargestellt und diskutiert. Die Stoffdaten der Erdgas-Wasserstoff-Gemische sind im Rahmen eines von der BG-ETEM geförderten Vorhabens in der BAM gemessen worden. Basis dieser Messungen waren in Europa harmonisierte Normen.
Zudem sind mit Hilfe von numerischen Methoden berechnete explosionsgefährdete Bereiche von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen im Vergleich zum reinen Erdgas betrachtet worden. Der Vortrag gibt weiterhin Hinweise auf Auswirkungen von Wasserstoffzusätzen auf Gaswarngeräte.
Der Vortrag stellt das Kompetenzzentrum H2Safety der BAM vor und zeigt Aspekte besonderer Kompetenz des Zentrums mit Blick auf das Kompetenzfeld TestCert.
Beginnend mit dem H2-Unfall auf dem Tempelhofer Feld in 1894 wird dargestellt welche Bedeutung Sicherheitsfragen zu Wasserstoff für das Kompetenzzentrum H2Safety haben. Danach wird die Struktur und die Arbeitsschwerpunkte erläutert und die verantwortlichen Personen kurz vorgestellt. Das Kompetenzfeld TestCert wird vertieft erläutert und hier insbesondere auf Sicherheitsaspekte des Markthochlaufes hingewiesen. Darauf aufbauend werden die statistischen Aspekte eines Markthochlaufes wie auch die der Streuung einer Population und deren Alterung dargelegt. Zuletzt kommt der Hinweis auf das Potential der Bewertung von Baumusterprüfkriterien mithilfe der Monte-Carlo-Simulation.
Um den Aspekt der Strategie zur Fehlervermeidung und Schadenprävention in Wasserstofftechnologien zu integrieren, ist es entscheidend, proaktiv auf potenzielle Schwachstellen in den Systemen und Prozessen zu achten. Dies beinhaltet die Implementierung von präventiven Maßnahmen als Elemente des Sicherheitsmanagements, um mögliche Fehlerquellen zu identifizieren und zu eliminieren. Darüber hinaus sollten Schulungen gezielt auf die Vermeidung von Fehlern und die sichere Anwendung von Wasserstofftechnologien ausgerichtet sein. Eine durchdachte Strategie zur Fehlervermeidung trägt wesentlich dazu bei, Unfälle zu verhindern und die Gesamtsicherheit bei der Nutzung von Wasserstoff zu erhöhen.
Die Präsentation ist der Startschuss für die Wasserstoffkolloquien der BAM. Sie beginnt mit Adolf Martens und zeigt den Weg vom Foresight-Prozess Wasserstoff bis zum Kompetenzzentrum H2Safety@BAM. Es werden die Kompetenzfelder vorgestellt und die handelnden Personen. Dies leitet über zu den drei Vorträgen des Tages und den Vortragenden.
Die Studie gibt einen kurzen Überblick über die jetzige Bedeutung der Fügetechnik in Wasserstofftechnologien und über zukünftige Forschungsbedarfe für die Branche in den einzelnen Technologiefeldern Wasserstofferzeu-gung, -speicherung, -transport und -nutzung. Fügetechnologien haben dabei wesentliche Bedeutung für die er-folgreiche Umsetzung von technischen Komponenten der Wasserstofftechnologien. Die Schwerpunkte bzw. For-schungsbedarfe ergeben sich bspw. durch die Erstellung neuer Infrastruktur für Wasserstoffspeicherung und -transport sowie durch Umnutzung der bestehenden Erdgasinfrastruktur. Bei der Wasserstofferzeugung und -anwendung wird z.B. die Entwicklung effiziente Massenproduktionsmethoden von Elektrolyseuren und Brennstoff-zellen einen wichtigen Meilenstein bilden und laserbasierte Fügetechnologien sind hier zum Teil schon etabliert. Die additive Fertigung nimmt dabei eine Querschnittsposition ein und besitzt hohes Anwendungspotential für die Zukunft z.B. für die Fertigung von Komponenten in Gasturbinen. Aus den technischen Fragestellungen und For-schungsbedarfen ergeben sich zudem Herausforderungen für die notwendige Neu- und Weiterentwicklung von technischen Regelwerken und Normen und den Eingang in die Aus- und Weiterbildung von fügetechnischem Fachpersonal.
Der Vortrag stellt das Kompetenzzentrum H2Safety der BAM vor und zeigt Aspekte besonderer Kompetenz des Zentrums mit Blick auf das Kompetenzfeld TestCert.
Beginnend mit dem H2-Unfall auf dem Tempelhofer Feld in 1894 wird dargestellt welche Bedeutung Sicherheitsfragen zu Wasserstoff für das Kompetenzzentrum H2Safety haben. Danach wird die Struktur und die Arbeitsschwerpunkte erläutert und die verantwortlichen Personen kurz vorgestellt. Das Kompetenzfeld TestCert wird vertieft erläutert und hier auf das Spektrum der wissenschaftlichen und technischen Dienstleistungen hingewiesen. Darauf aufbauend werden die statistischen Aspekte eines Markthochlaufes wie auch die der Streuung einer Population und deren Alterung dargelegt. Zuletzt kommt der Hinweis auf das Potential der Bewertung von Baumusterprüfkriterien mithilfe der Monte-Carlo-Simulation.
Mess- und prüftechnische Verfahren sind zur Prozesskontrolle und Sicherheitsüberwachung in Wasserstofftechnologien von hoher Bedeutung. Typische Anwendungsgebiete von Sensoren sind Sicherheitsüberwachung, Leckdetektion und Prozesskontrolle. In diesem Beitrag werden Themen zur Erkennung von freigesetztem Wasserstoff sowie die Bestimmung des Wasserstoff-Luftverhältnisses mit Gassensoren, Fehlstellenerkennung mit geführten Ultraschallwellen zur Lebensdauerüberwachung (Structural Health Monitoring) von Wasserstoffspeichern sowie der Einsatz faseroptischer Sensoren zur Überwachung des Dehnungs- und Alterungsverhaltens sowie zur Schadensfrüherkennung von Wasserstoffspeichern vorgestellt.
Der Vortrag beginnt mit dem erwarteten Bedarf an Wasserstoff und der Frage der Risikosteuerung bei stattfindender Marktdurchsetzung. Dem gegenüber ist an einem Beispiel der Prozess der Regelsetzung gestellt, was die Notwendigkeit pro-aktiven Handelns zeigt.
Es wird über die risikobasierte Definition von Sicherheit gezeigt, welche Bedeutung die Erfassung der Fertigungsstreuung hat und wie die quantitative Erfassung und Bewertung aussehen könnte. Zuletzt wird über den Aspekt der Alterung auf das Potential probabilistischer Zulassungsansätze verwiesen und aufgezeigt, wie die Wirkung von Vorschriften nach dem probabilistischen Sicherheitskriterium bewertet und optimiert werden kann.
Die Messung der Gasfeuchte im Spurenbereich in unterschiedlichen technisch und
medizinisch relevanten Gasen erfolgte mit Sensoren, die auf dem coulometrischen
Messprinzip basieren. Die verwendeten planaren coulometrischen Sensoren wurden im
Frostpunkttemperaturbereich von -70 °C bis -30 °C in synthetischer Luft, Wasserstoff,
Stickstoff und Distickstoffmonoxid (Lachgas) untersucht. Als Referenz für die Messungen
wurde ein Präzisionstaupunktspiegel-Hygrometer verwendet. Die Gasfeuchte kann mit Hilfe
der Sensoren in allen untersuchten Gasen, aber mit geänderten Kalibrierfunktionen, mit einer
erweiterten Unsicherheit von kleiner als 2,1 K bestimmt werden. Für die Messungen in
unterschiedlichen Gasen muss also der Einfluss der Gasmatrix auf das Sensorsignal
berücksichtigt werden. So ist zum Beispiel bei Messungen in befeuchtetem Wasserstoff,
aufgrund von Rekombinationseffekten, ein signifikant geändertes Sensorsignal zu
beobachten.
Zur Umsetzung der wasserstoffbasierten Energiewende ist eine zuverlässige Transportinfrastruktur unverzichtbar. Hierfür ist die Nutzung großer Teile des vorhandenen Erdgasnetzes vorgesehen. Im Rahmen von Reparatur- und Wartungsarbeiten ist das Schweißen im Betrieb an Erdgaspipelines Stand der Technik. In Verbindung mit Wasserstoff wirft diese Technik jedoch Fragen der Materialverträglichkeit auf. Das im Vortrag vorgestellte Projekt H2SuD leistet Beiträge zur Aufklärung des Einflusses von Reparaturschweißprozessen auf die Wasserstoffaufnahme und Degradation im Betrieb befindlicher H2 Gasleitungen. Ein Schwerpunkt des Vortrages liegt auf der im Projekt erarbeiteten Prüfmethode für Modellversuche, mit denen der Einfluss von Schweißen im Betrieb an Pipelines auf die Wasserstoffaufnahme getestet wird. Die Durchführung erster Versuche und dabei erzielte Ergebnisse werden präsentiert.
Bei Geräten und Maschinen zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen gemäß 2014/34/EU muss in der europäischen Union eine Zündgefahrenbewertung durchgeführt werden. Dabei müssen unter anderem die Gefahren von nichtelektrischen Zündquellen betrachtet werden, zu denen auch die mechanischen Schlagvorgänge gehören.
Bei mechanisch erzeugten Schlag-, Schleif- und Reibvorgängen kommt es infolge des Zusammenstoßes bzw. des Reibens zweier Werkstücke bzw. Bauteile zu einer Umwandlung der kinetischen Energie. Dabei erhöht sich die Temperatur der Werkstoffe an der Kontaktstelle und es kommt unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Kontaktstellen (Zündquelle "heiße Oberflächen") als auch die abgetrennten Partikel (Zündquelle "mechanisch erzeugte Funken") können eine wirksame Zündquelle für ein explosionsfähiges Gasgemisch darstellen.
Zur Festlegung von Grenzwerten wurden in der Norm DIN EN ISO 80079-36:2016 die Gasgemische anhand ihrer Explosionsgruppe klassifiziert und zu jeder Gruppe die maximale Energie des Schlagvorgangs festgelegt, unter derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann.
Ferner finden sich in der TRGS 723 Hinweise zum Umgang mit funkenarmen Werkzeugen im explosionsgefährdeten Bereich.
Heute werden in Stahlkonstruktionen zunehmend hochfeste Baustähle (Streckgrenze ≥ 960 MPa) eingesetzt. Daher sind auch in Schweißnähten solche hohen Festigkeiten gefordert. Jedoch können hohe Eigenspannungen aufgrund geringerer plastischer Dehnungsreserven in diesen Schweißnähten die Sicherheit der Bauteile vermindern. Diese sind insbesondere im Zusammenhang mit Wasserstoff und Härtegefügen risskritisch. Niedrige Bauteilbeanspruchungen und Kosteneinsparungen lassen sich heutzutage mit modernen fokussierten Lichtbogenvarianten und engeren Nahtspalten erreichen. Die vorliegende Studie zeigt allerdings, dass diese modernen Schweißprozesse und die angepasste Nahtgeometrie höhere Wasserstoffkonzentrationen und signifikant gesteigerte oberflächennahe Zugeigenspannungsniveaus bedingen. Anhand mehrlagiger Schweißversuche an S960QL unter Variation von Wärmeführung, Lichtbogenvariante und Nahtöffnungswinkel wurden die Effekte und Wechselwirkungen unter Zuhilfenahme von Eigenspannungsanalytik mittels Röntgendiffraktometrie und Wasserstoffanalytik mittels Trägergasheißextraktion systematisch untersucht. Das Schweißgefüge führte unter kritischer mechanischer Beanspruchung und erhöhtem Gehalt an diffusiblem Wasserstoff insbesondere bei geringem Nahtöffnungswinkel und fokussiertem Lichtbogen zu einer deutlichen Ausbildung von Mikrorissen. Die Mikrorisse führten teils zu einer makroskopischen Ausprägung. Durch Analysen zur Nachwärmung aus der Schweißwärme heraus konnten suffiziente Wärmeführungsparameter für eine effektive Prävention solcher Risse erarbeitet werden. Die vorliegende Arbeit zeigt anhand des Interaktionssystems bei der wasserstoffunterstützten Kaltrissbildung Gefüge-Beanspruchung-Wasserstoff, welche Wärmeführungs- und Schweißparameter sich für die hochfesten Feinkornbaustähle zur Kaltrissvermeidung eignen.