Digital vernetzte Forschungstankstelle

BAM sorgt für mehr Sicherheit beim Umgang mit Wasserstoff

23. Mai 2022, 15:04 Uhr | Kathrin Veigel
BAM Wasserstoff Tankstelle
An einer Wasserstofftankstelle sind Komponenten wie Speicher, Rohrleitungen, Kompressoren und Kälteanlagen besonderen Herausforderungen ausgesetzt. An ihrer digital vernetzten Wasserstofftankstelle forscht die BAM zur Sicherheit und Wirtschaftlichkeit der Technologie.
© Negro Elkha/Adobe Stock

Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung errichtet auf ihrem Testgelände in Horstwalde eine digital vernetzte Forschungstankstelle für Wasserstoff. Das Ziel: Die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen zu steigern und das Vertrauen in moderne Wasserstofftechnologien zu fördern.

Mit der digitalen Forschungstankstelle treibt die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) zugleich auf ihrem zwölf Quadratkilometer großen Testgelände in Brandenburg den Aufbau eines Testzentrums für moderne Wasserstofftechnologien voran. Bereits in Errichtung ist dort eine Testplattform für Wasserstoff- und Wasserstoff-Erdgas-Pipelines. Geplant sind ferner ein Hochdruckprüfstand bis 1.000 bar, ein Prüffeld für Flüssigwasserstoff und eine Prüfhalle für Wasserstoff-Speicher.

Schon heute stellt der Betrieb einer Wasserstofftankstelle besondere Anforderungen an deren Sicherheit und Qualität. Der Energieträger wird bei bis zu 500 bar von Transportfahrzeugen angeliefert und in Druckgasbehältern gespeichert. Vor dem Betanken wird das Gas auf 1.000 bar komprimiert und anschließend auf –40 °C abgekühlt, um eine schnelle Betankung zu ermöglichen. Alle diese Abläufe sind mit großen Beanspruchungen der beteiligten Komponenten und ihren Werkstoffen verbunden.

Um die Betriebssicherheit einer Wasserstofftankstelle zu gewährleisten, werden Druckgasspeicher, Rohrleitungen, Kompressoren und Kälteanlagen in regelmäßigen Wartungsintervallen überprüft. Dazu müssen einzelne Teile ausgebaut werden. Aktuell sind entsprechende Inspektionen mit mehrtägigen Ausfallzeiten und entsprechend hohen Kosten verbunden. Für Kunden steht die Tankstelle während der Wartungszeit nicht zur Verfügung – bei dem derzeit wenig ausgebauten Tankstellennetz ein besonderer Nachteil.

Mit einer durchgehenden Digitalisierung der Drucktechnik ließen sich die Inspektionszeiten intelligent steuern und so die Wirtschaftlichkeit, die Sicherheit und gleichzeitig die Verfügbarkeit von Wasserstofftankstellen weiter erhöhen. Um zu demonstrieren, wie die bisher analogen Methoden durch eine digitalgestützte Qualitätssicherung ersetzt werden können, errichtet die BAM auf ihrem Testgelände 50 Kilometer südlich von Berlin eine Forschungstankstelle für Wasserstoff.

Dabei werden erstmals alle Komponenten digital miteinander vernetzt, die mit Sensoren erfassten Daten zentral ausgewertet und die gesamte Tankstelle in einem digitalen Zwilling abgebildet. Auf diese Weise können neuartige Wartungskonzepte, wie das Structural Health Monitoring und eine angepasste Inspektion, zum Einsatz kommen, die in Zukunft die bisherigen analogen Wartungsmethoden verkürzen oder ganz ersetzen können. Zugleich sollen die gewonnenen Erkenntnisse in Normen und Regelwerke einfließen, um die erforschten digitalen Ansätze auch qualitätsgesichert und rechtskonform anwenden zu können.


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