Der Einsatz von Wasserstoff als erneuerbares Prozessgas soll die CO2-Emissionen der Stahlindustrie rapide senken. Um die dafür notwendige präzise Mengenmesstechnik zu entwickeln, arbeiten die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) und das Unternehmen Salzgitter Flachstahl zusammen.
Wasserstoff gewinnt nicht nur als klimaneutraler Energieträger zunehmend an Bedeutung, sondern auch als erneuerbares Prozessgas in der Stahlherstellung. Wird der Wasserstoff mithilfe regenerativ erzeugten Stroms hergestellt, lassen sich bei der Stahlproduktion erhebliche Mengen an CO2-Emissonen vermeiden. Das Wissen um eine geeignete Wasserstoff-Mengenmesstechnik, mit der sich industrielle Produktionsprozesse überprüfen und steuern lassen, ist jedoch noch lückenhaft.
Aus diesem Grund haben die Salzgitter Flachstahl GmbH und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) einen Kooperationsvertrag geschlossen. Sie verfolgen das Ziel, bereits verfügbare Messtechnik auf ihre Eignung und Eigenschaften zu prüfen und Messverfahren weiterzuentwickeln. Dieses Wissen kann über die Stahlproduktion hinaus in alle zukünftigen Einsatzgebiete von Wasserstoff einfließen und helfen, sein Klimaschutzpotenzial in großem Maßstab zu nutzen.
Fokus Wasserstoff: PTB will Messverfahren weiterentwickeln
Im Rahmen des Großprojekts „SALCOS – Salzgitter Low CO2-Steelmaking“ nimmt Salzgitter Flachstahl gerade einen Hochtemperatur-Elektrolyseur in Betrieb. Die Anlage gilt als die weltweit leistungsstärkste ihrer Art, die in großindustrielle Prozesse eingebunden ist. Des Weiteren soll in Kürze eine 2,5 Megawatt PEM-Elektrolyse (proton exchange membrane, zu Deutsch: protonendurchlässige Polymermebran) am gleichen Standort in Betrieb gehen. Diese erhält eine Messstrecke, die die PTB für Messungen unter Realbedingungen nutzen will. Mit einem Durchfluss von rund 1.000 Kubikmetern gasförmigen Wasserstoffs pro Stunde im Normzustand bietet die Messstrecke nach Angaben des Instituts die Möglichkeit, Messgeräte wirklich praxisnah und im Dauerbetrieb zu testen.
Konkret beabsichtigt die PTB, herkömmliche Gaszähler auf ihre Eignung zur Messung von reinem Wasserstoff zu testen und vergleichende Untersuchungen mit Erdgas und Luft durchführen. Für bestimmte Messgeräte wie Ultraschall-Gaszähler steht bereits fest, dass eine grundlegende Optimierung des Designs für Anwendungen mit reinem Wasserstoff unumgänglich ist. Corioliszähler eignen sich der PTB zufolge grundsätzlich für die Messung von Gasmengen. Wegen der geringen Dichte von Wasserstoff wirkten sich Einflussgrößen wie die Temperatur jedoch stärker auf das Messergebnis aus, als dies bei anderen Prozessgasen wie Stickstoff der Fall ist. Ob Coriolisgaszähler ebenso wie andere etablierte Gasmesstechniken die nötige Genauigkeit und Verlässlichkeit liefern, müsse sich daher erst herausstellen.
Quelle: PTB, Foto: Salzgitter AG
