Interview mit dem Wasserstoffexperten Andreas Dobsch von der Schuck Group
H2 - Wasserstoff als Herausforderung und Chance
Mit der Verkündung der Wasserstoffstrategie hat die Deutsche Bundesregierung im Juni 2020 eine neue Ära bei der Verwendung alternativer Energieträger eingeläutet. Die zentrale Rolle hierbei spielt die Verwendung von sog. grünem Wasserstoff als Game Changer in der Energiewirtschaft.
Für uns als etablierter Systemhersteller rund um die Energieversorgung und als innovativer Vorreiter in der Branche, stellt es eine Selbstverständlichkeit dar, hierbei mit voran zu gehen.
Die Schuck Group hat sich bereits auf diesen Megatrend eingestimmt und frühzeitig mit der Weiter- und Neuentwicklung ihrer Produkte begonnen.
Wir haben dazu mit Andreas Dobsch, Leitung Konstruktion & Entwicklung Verteilung, gesprochen.
Warum beschäftigt sich die Schuck Group mit dem Thema Wasserstoff?
Wie bereits im letzten Interview mit unserem Produktmanager Robert Barthle beschrieben (Link) wird die zukünftige Verwendung von Wasserstoff als Energieträger die gesamte Energiewirtschaft sowie Teile der Schwerindustrie (u.a. Stahlerzeuger) und des Transport- und Mobilitätssektors maßgeblich verändern.
- „Für den langfristigen Erfolg der Energiewende und für den Klimaschutz brauchen wir Alternativen zu fossilen Energieträgern. Wasserstoff wird dabei als vielfältig einsetzbarer Energieträger eine Schlüsselrolle einnehmen.“ (bmwi.de)
Unsere Geschäftspartner werden aufgrund dessen vor die Herausforderung gestellt, zukünftig verändernde Gase (Wasserstoff und Mischgase aus Erdgas und Wasserstoff) in bestehenden und neuen Verteil- und Transportnetzen zu transportieren. Die Schuck Group hat das Ziel, unseren Partnern eine einwandfreie Lösung bzw. ein einwandfreies System zu liefern, welches sowohl den heutigen aber auch den Anforderungen der Zukunft genügt. Mit unseren Produkten „für das Netz von Morgen“ bieten wir unseren Kunden Systeme an, mit welchen diese für die Zukunft gerüstet sind.
Was sind die besonderen Herausforderungen mit dem Medium Wasserstoff für Bauteile im Gasnetz?
Wasserstoff, als kleinstes chemisches Element im Periodensystem, besitzt sowohl ein enormes Potenzial die Energiewirtschaft zu revolutionieren aber auch gewisse Eigenschaften, die beim Transport des Mediums und der Herstellung von entsprechenden Produkten berücksichtigt werden müssen.
So kann es sich durch die Eigenschaft von Wasserstoff in Materialien eindiffundieren zu einer Versprödung und Versagen der Materialien kommen ("Hydrogen Cracking“) aber auch durch die Eigenschaft durch Materialien zu permieren zu einer Durchdringung, z.B. von Elastomeren, kommen. Als Hersteller eines ansonsten sehr regulierten Marktes, besteht zusätzlich die Herausforderung, dass in der aktuellen nationalen und internationalen Normenlandschaft nur wenige, z.T. aber auch nicht durchdringende Regelwerke bestehen.
Wie hat die Schuck Group auf diese Herausforderungen reagiert?
Als innovativer Anbieter von Verteil- und Transportsystemen für u.a. gasförmige Medien sahen wir es als unsere Pflicht, die Herausforderungen aktiv aufzunehmen und zu lösen. Im Rahmen des Projektes „Schuck Hydrogen Design“ wurden Schwerpunkte identifiziert, Lösungen erarbeitet und im Portfolio umgesetzt. Das Ergebnis ist ein eigens entwickeltes Anforderungsprofil „Schuck Guideline for Hydrogen“ sowie ein darauf basierendes H2ready Produktportfolio.
Welche Schwerpunkte hatte das Projekt Schuck Hydrogen Design?
Grundsätzlich basierte das Projekt auf mehreren Themenclustern, welche sich unter die vier Schwerpunkte Standard, Werkstoff – und Funktionsprüfung und der Attestierung der Produkte untergliederten.
1. STANDARD
Das Cluster Standard beinhaltete eine umfangreiche Recherche nationaler und internationaler Regelwerke sowie Forschungsdokumentationen, Beteiligung an Forschungs- und Pilotprojekten sowohl in bestehenden Kundenprojekten aber auch Aktivitäten mit Forschungs- und Prüflaboren sowie der interdisziplinäre Austausch mit branchenfremden Unternehmen (u.a. ESA und NASA). Resultierend daraus wurde die sog. Schuck Guideline for Hydrogen entwickelt, welche den aktuellen Stand der Technik sowie Erkenntnisse aus den voran genannten Quellen beinhaltet. Mit diesem Dokument sind wir in der Lage, Produkte zu spezifizieren, herzustellen und unseren Partner bereitzustellen.
Als Teil mehrerer Projektkreise des DVGW, ÖVGW, figawa und weiterer Gremien, teilen wir aktiv unsere Erkenntnisse mit Kunden, Betreibern und Projektpartnern mit dem Ziel, eines standardisierten und qualitativ hochwertigen Produktprogrammes für den Transport und die Verteilung von Wasserstoff.
2. MATERIAL
Unter dem Schwerpunkt Werkstoffe wurden sowohl bestehende Materialien aber auch neu eingesetzte Materialien hinsichtlich ihrer Tauglichkeit basierend auf der Schuck Guideline für Hydrogen verifiziert. Im Rahmen dessen wurde unter anderem die chemische Zusammensetzung und Gefügestruktur von Stählen und Elastomeren untersucht sowie mechanische Prüfungen durchgeführt. Da schwingende, bewegende Elemente besonders anfällig für die H2 induzierte Versprödung sind, kann als ein Highlight ein Dauerlastversuch von Federn unter einer 100bar Wasserstoffatmosphäre genannt werden, in welchem 80.000 Zyklen unter Vollbelastung durchgeführt wurden, ohne dass die Federn einen Funktionsverlust aufwiesen.
3. FUNKTION
Besonders im Hinblick auf ein mögliches kapitales Gehäuseversagen aber auch hinsichtlich der Emission des Mediums in die Atmosphäre wurde ein sehr wichtiger Schwerpunkt in die Funktionsprüfung aller Bauteile gelegt. Gemeinsam mit unserem Projektpartner, dem DBI GTI – Freiberg, wurden Prüfungen mit verschiedenen Betriebsparametern (Temperatur, Druck, Schaltzustände, Dauerwechselbeanspruchung) mit den Prüfmedien Wasserstoff und ergänzend mit Helium durchgeführt. Besonders die Prüfungen unserer Pipelinearmatur „G-Hahn“ waren aufgrund der großen Volumen, Nennweiten und Prüfdrücken herausragend. So wurden Armaturen bis zu einem Prüfdruck von 210bar Wasserstoff beaufschlagt.
4. ZERTIFIZIERUNG
Um die h2ready Qualität nachhaltig sicherzustellen, wurden unter dem Schwerpunkt der Attestierung sowohl das Prüfprozedere standardisiert und gemeinsam mit dem DBI- GTI Freiberg und dem TÜVSaar verifiziert aber auch eine kontinuierliche, fertigungsbegleitende Methode entwickelt.
Alle Punkte des Projektes wurden mit dem Ziel qualitativ hochwertige, absolut sichere und trotzdem wirtschaftliche Produkte unseren Partnern bereitzustellen, bereits für einen Großteil des Portfolios erfolgreich abgeschlossen. Informationen dazu finden Sie in unserer neuen Produktanwendungskategorie der Erneuerbaren Energieträger.
Es gibt bereits eine Vielzahl von freigegebenen Produkten, die bereits schon heute für die Anwendung mit Wasserstoff freigegeben sind, obwohl kein allgemeingültiges Regelwerk besteht. Wie garantieren Sie die Qualität und Sicherheit der Bauteile ohne die angepassten Regelwerke?
Wir haben das Ziel unseren Geschäftspartnern bereits heute Produkte für das Netz von Morgen bereitzustellen. Garantieren können wir dies nur, wenn wir bereits heute aktiv handeln und nicht auf Regelsetzer und Gesetzgeber warten.
Natürlich liegt der Fokus auf Sicherheit und auf einem höchsten Qualitätsanspruch. Durch die entwickelten Prüfprozederen sowohl in der Bauteilprüfung und stetigen Werkskontrolle, durch eine kontinuierlichen Überwachung hauseigener und externer Abnahmen sowie durch unserem Anspruch qualitativ hochwertige, innovative Produkte zu liefern, garantieren wir ein absolut sicheres Produkt.
Wo und wie beteiligt sich die Franz Schuck GmbH in Projekten?
Unser Bestreben ist es Wissen aufzubauen, Wissen zu teilen und unser Wissen weiterzuentwickeln. Daher ist es uns ein großes Anliegen, in Netzwerken aber auch konkreten Projekten mitzuwirken. So sind wir bereits in einer Vielzahl von Projektkreisen u.a. des DVGW, ÖVGW, figawa mit dem Ziel, die Regelwerkslandschaft hinsichtlich der neuen Anforderungen zu etablieren aber auch Kunden und deren Projektpartner bei der Umsetzung von konkreten Projekten z.B. Reallaboren zu beraten.
Da die Transformation des Gasnetzes nur dann gelingen wird, wenn ein Großteil der heutigen Infrastruktur weiter genutzt werden kann, beraten wir auch hinsichtlich der Weiterverwendung von bereits im Erdgasnetz befindlichen Komponenten für den möglichen Einsatz in zukünftigen Wasserstoffnetzen.
Wie können bestehende Produkte bewertet werden, obwohl diese nicht gemäß den neuesten Erkenntnissen und Anforderungsprofilen hergestellt wurden?
Spannende Frage, die wir und unsere Projektpartner uns bereits sehr oft gestellt haben! Zukünftig werden wir eine Bewertung anbieten, um unseren Partnern eine Hilfestellung bei möglichen Umstellungsprojekten zu bieten.
Basierend wiederum auf der Schuck Guideline for Hydrogen wurde ein Bewertungsschema entwickelt, Bestandsarmaturen hinsichtlich ihrer Werkstoff- und Funktionstauglichkeit zu bewerten.
Was waren die herausragenden Meilensteine im Projekt Schuck Hydrogen Design?
In Erinnerung bleibt die erste Freigabe unserer Gashauseinführung HSP in 2020. Es machte das gesamte Projektteam unheimlich stolz, als erster Hersteller entsprechender Systeme die H2ready Marke in den Händen zu halten und unseren Partnern zu präsentieren. Dieser Meilenstein war Basis für alles weitere. Das etablierte Netzwerk, die Mechanismen und Prozedere sowie das Know-How hinsichtlich der Bewertungsverfahren von Materialien machte weitere Freigaben deutlich einfacher.
Ebenfalls wird die Freigabe der Großarmaturen/ Pipelinearmaturen (G-Hahn) als ein erfolgreicher, großer Meilenstein immer im Gedächtnis bleiben. Eine Armatur in einem derartigen Volumen mit einem Prüfdruck von 210bar zu beaufschlagen setzt zum einen ein hohes Maß an Sicherheit und Vertrauen in die Auslegung des Produktes voraus, aber auch ein reibungslos funktionierendes Projektteam (DBI-GTI, SGS- TÜVSaar, SCHUCK).
Wie geht es weiter?
Bereits heute steht fest, dass noch weitere Meilensteine folgen werden. Regenerative Medien werden in der Zukunft einen massiven Beitrag zum Energiemix leisten. Daher ist es wichtig, dass die Entwicklung der Branche nicht stillsteht.
Wir werden und haben bereits weitere Erneuerbaren Energiequellen sowie der daraus abgeleiteten Anwendungskomponenten untersucht und werden daraus weitere, innovative Produkte ableiten.
Das gesamte Team der Schuck Group ist stolz einen Beitrag zu leisten, die Energiewende zu einem Erfolgsmodell zu machen. Gerne unterstützen wir Sie bei ihren Herausforderungen, arbeiten an Ideen und entwickeln gemeinsam Lösungen.
