Wasserstoff-Forschungsprojekte - DVGW
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Deutscher Verein des
Gas- und Wasserfaches e.V.
l www.h2-dvgw.de
Wasserstoff-
Forschungsprojekte
1
Herausgeber DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfachs e. V. Technisch-wissenschaftlicher Verein Josef-Wirmer-Straße 1–3 53123 Bonn Telefon: +49 228 9188-5 Fax: +49 228 9188-990 E-Mail: info@dvgw.de Internet: www.dvgw.de Gestaltung mehrwert intermediale kommunikation GmbH, Köln www.mehrwert.de @ DVGW Bonn Stand Oktober 2020
Wasserstoff- Forschungsprojekte
Vorwort
Wasserstoff ist der ideale Energieträger, um In der EU soll demnach bis zum Jahr 2030 eine
Treibhausgasemissionen zu senken – und zwar Elektrolyseleistung im Umfang von mindestens
überall dort, wo gasbasierte Energie die beste 40 Gigawatt entstehen und erneuerbaren Was-
Option ist und auch bleiben wird. In Industrie- serstoff produzieren.
prozessen, im Wärmesektor und auch in der
Mobilität bietet Wasserstoff einen realistischen Um den erzeugten Wasserstoff dorthin zu
Lösungsweg, der nicht nur klimafreundlich transportieren, wo er benötigt wird, ist seine
sondern auch zukunftsfähig ist. Für den Trans- Beimischung in das bestehende Erdgasnetz
port und die Bereitstellung der vor Ort benötigten unerlässlich. Bereits heute ist in Deutschland
Wasserstoffmengen bietet das weitverzweigte gemäß des DVGW-Regelwerks eine Wasserstoff-
Gasnetz in Deutschland optimale Voraus- Einspeisung von bis zu zehn Volumenprozent
setzungen. Die Gasinfrastruktur und klima- zulässig. Diese Menge soll auf 20 Prozent und
freundliche Gase können somit dazu beitragen, perspektivisch in Teilen auf 100 Prozent erhöht
die Klimaziele und die gesetzlichen Vorgaben werden. Der Deutsche Verein des Gas- und
zur CO2-Reduktion zu erreichen. Wasserfaches (DVGW) hat deshalb bereits eine
umfangreiche Überarbeitung seines Regelwer-
Das hat mittlerweile auch die Politik erkannt: kes eingeleitet, um eine Einspeisung zu ermög-
Mit der im Juni 2020 vorgestellten Nationalen lichen und dabei gleichzeitig die Anwendungen
Wasserstoffstrategie stützt die Bundesregierung zu schützen.
den Aufbau von inländischen Märkten für die
Erzeugung und Verwendung von Wasserstoff. Damit die Umstellung der Gasversorgung in
Mithilfe von Investitionsförderung, Betriebskos Richtung Wasserstoff sicher und technisch
tenentlastung, verbesserten energiepolitischen korrekt erfolgen kann, sind allerdings noch
Rahmenbedingungen und CO2-Bepreisung Anpassungen einiger Netzkomponenten, Geräte
sollen in Deutschland bis zum Jahr 2030 und Anlagen erforderlich. Um die technische
Erzeugungskapazitäten für grünen Wasserstoff und regelwerkskonforme Umsetzung zu
von bis zu fünf Gigawatt entstehen. Auch im gewährleisten, fördert der DVGW schon seit
Bereich Forschung und Entwicklung werden über zehn Jahren die Forschung auf diesem
Fördergelder bereitgestellt – etwa für Reallabore, Gebiet und ist Partner in nationalen sowie euro-
die an Wasserstofftechnologien forschen. Die päischen Projekten. In dieser Broschüre geben
Wasserstoffstrategie der Europäischen Union wir Ihnen einen Überblick über die aktuellen For-
trägt ebenfalls dieser Entwicklung Rechnung. schungsprojekte rund um das Thema Wasser-
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Foto: © DVGW
stoff, an denen sich der DVGW beteiligt. Die Auch in meiner Funktion als Präsident des
22 vorgestellten Projekte decken eine große europäischen Forschungsnetzwerks ERIG
thematische Bandbreite ab und reichen von (European Research Institute for Gas and
der Analyse zur Wasserstoffverträglichkeit Energy Innovation) wünsche ich Ihnen viel
einzelner Gasgeräte bis hin zur Erstellung eines Vergnügen bei der Lektüre und interessante
Leitfadens für die Genehmigung von Power- Erkenntnisse.
to-Gas-Anlagen.
Prof. Dr. Gerald Linke,
Vorstandsvorsitzender des DVGW
„Mit Forschung und Innovation unterstützt der DVGW
die Branche auf dem Weg zu einer klimafreundlichen
Gasversorgung. So können wir die Klimaziele und die
gesetzlichen Vorgaben zur CO2-Reduktion erreichen.“
PROF. DR. GER ALD LINK E
Vorstandsvorsitzender des DVGW
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H2-Forschung für den
Energieträger der Zukunft
Wasserstoff ist ein vielseitiger Energieträger Gewonnen wird Wasserstoff entweder aus
und in allen Sektoren einsetzbar – als Kraft- Erdgas oder durch die elektrochemische
stoff für Autos, Rohstoff für die Industrie oder Zerlegung von Wasser. Mit Power-to-Gas-
Brennstoff für Heizungen. Dieser lässt sich Technologien ist es so möglich, aus Wind- und
über lange Zeiträume speichern und über weite Sonnenenergie via Wasserelektrolyse grünen
Strecken nahezu verlustfrei transportieren. Wasserstoff zu gewinnen. In einem zweiten
Da bei seiner Erzeugung und Anwendung Treib- Verfahrensschritt kann der erzeugte Wasser
hausgase vermieden werden, kann er einen stoff zu Methan umgewandelt werden, das
wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten. chemisch identisch mit Erdgas ist. Das so
Wasserstoff ist somit ein sauberer und sicherer gewonnene synthetische Methan kann problem
Energieträger, der entscheidend zur Dekarbon los und nahezu unbegrenzt in das Gasnetz
isierung Deutschlands und zum Gelingen der eingespeist werden.
Energiewende beitragen kann.
Die vorhandene Gasinfrastruktur mit ihrem Wasserstoff kann ins Gasnetz eingespeist
weit verzweigten Leitungsnetz hat hierbei eine und über die bestehende Gasinfrastruktur
Schlüsselfunktion. Sie bildet einen riesigen transportiert werden.
Energiespeicher und kann Industrie, Haushalte
oder Gebäude ebenso wie Fahrzeuge gleicher-
maßen mit grünem Gas versorgen. Wasserstoff
bietet so die Chance, die bislang getrennten
Sektoren Strom, Wärme und Mobilität zu
verbinden. Das entlastet und stabilisiert die H2
Stromnetze und kann den Netzausbaubedarf
reduzieren.
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Strom aus erneuerbaren Energien wird speicherbar und transportfähig durch
Umwandlung in Wasserstoff (H2) oder Methan (CH4) – Power-to-Gas
Strom Wärme
Power-to-Gas CH4
H H
Schwankende speicherbar und
Stromerzeugung transportfähig
Verkehr Industrie
aus erneuerbaren
Energien
Aktuell ist es zudem möglich, bis zu zehn gemischen und Umstellungen zurückblicken.
Volumenprozent Wasserstoff in das bestehende Den Wechsel von Stadtgas – das etwa zur Hälfte
Erdgasnetz einzuspeisen. Diese Beimischung soll aus Wasserstoff bestand – auf Erdgas in der
auf 20 Prozent erhöht werden. Perspektivisch zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts und die
können Teilabschnitte, in denen Angebot und momentan laufende Umstellung von L- auf H-Gas
Nachfrage zusammentreffen, technisch auf den haben die Gasversorger erfolgreich gemeistert.
Transport von reinem Wasserstoff umgestellt
werden. Damit jedoch alle Netzkomponenten Damit die bevorstehende Transformation
und Gasanwendungen die höheren Wasserstoff- des Gassystems mit einem zunehmenden
anteile tolerieren, sind Anpassungen der Gas- Anteil an Wasserstoff ebenso gelingen kann,
infrastruktur notwendig. Insbesondere in der unterstützt der DVGW die Gasbranche mit
Industrie können bereits geringe Schwankungen seiner breiten Expertise rund um das Thema.
der Gasbeschaffenheit Auswirkungen auf Pro- Bereits seit vielen Jahren setzt der DVGW auf
duktionsprozesse und Technologien haben. Innovationen und hält hierfür ein Forschungs-
budget bereit. Gemeinsam mit den DVGW-
Die Gaswirtschaft besitzt das nötige Know-How Forschungsinstituten und externen Partnern
und die Kompetenz für den anstehenden Wandel. wurden bereits zahlreiche Forschungsvorhaben
Denn sie kann auf jahrzehntelange und weitrei- zu Power-to-Gas-Technologien und Wasser-
chende Erfahrungen mit unterschiedlichen Gas- stoffanwendungen erfolgreich abgeschlossen.
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Die Ergebnisse zeigen, dass die Energiewende werden kann. Beleuchtet werden sowohl
gemeinsam mit der Gasinfrastruktur technisch technische als auch wirtschaftliche und
möglich und wirtschaftlich sinnvoll ist. Basierend regulatorische Aspekte. So untersuchen einige
auf den vorliegenden Ergebnissen und daraus der Vorhaben den Einfluss von Wasserstoff auf
resultierenden Fragestellungen wurden weitere die Materialien von Gasleitungen und Speichern
Vorhaben mit unterschiedlichen Schwerpunkten oder auf Anwendungen wie Gasverbrennungs-
initiiert, die sich in drei Bereiche einteilen lassen: motoren und Heizungsanlagen. Gasgeräte
Gasnetze und -speicher, Gasanwendungen und werden auf Herz und Nieren geprüft. In Labor-
übergeordnete Themen. und Feldversuchen wird zudem getestet, bis zu
welchem Wasserstoffanteil ein reibungsloser
In zahlreichen Forschungsprojekten wird derzeit Betrieb möglich ist. Weitere Projekte widmen
untersucht, wie das heutige Energiesystem mit sich den Fragen, wie die ideale Umstellung des
hilfe klimaneutraler Gase und den bestehenden Gassystems aussehen könnte und was diese
Gasinfrastrukturen zukunftsfähig gestaltet kosten würde.
Weitere Informationen zum Thema
Wasserstoff finden Sie unter:
www.h2-dvgw.de
Publikationen
Veranstaltungen
Forschung
Fotos: © kasto/fotolia, © Uwe Tölle
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H2
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H2-FORSCHUNG
IM DVGW
G ASNE TZE UND -SPEICHER
G ASANWENDUNGEN UND MÄRK TE
ÜBERGEORDNE TE PROJEK TE
10G H2-Kompendium für Gasnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
G Transformationspfade Untergrundspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
G Power-to-Gas in Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
G H2 im Netz · Umstellung von Erdgaspipelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
G H2-Tauglichkeit von Stählen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
G H2STOP · Bewertung von Absperrtechnologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
G H2-Membran · Abtrennung von Wasserstoff mit Membrananlagen. . . . . . . . . . . . . 24
G HIGGS · Wasserstoff in Gasnetzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
G MefHySto · Messmethoden für Wasserstoffspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
G H2-20 · Feldtest mit 20 % Wasserstoff im Verteilnetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
G H2-Messrichtigkeit von Haushalts-Gaszählern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
G H2-Mobilität · Stand, Trends, Perspektiven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
G H2Net&Engines · Wasserstoff im Netz und in Gasmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
G THyGA · Wasserstoff-Erdgasgemische in Gasanwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
G LivingH2 · Demonstration eines Wasserstoff-Brennstoffzellen-
Blockheizkraftwerks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
G H2-Prüfgrundlagen für die Gasversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
G PORTAL GREEN · Leitfaden für Power-to-Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
G H2-IQ · Wasserstoff im Quartier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
G Roadmap Gas 2050 · Strategie zur Klimaneutralität der Gasversorgung . . . . . . . . 48
G H2R · Wasserstoffregion Rheinland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
G SuperP2G · Power-to-Gas-Initiativen in Europa verbinden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
G HEAVENN · Leitprojekt zur Wasserstoffeinführung in Europa . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
11Foto: © industryview / iStock
G A SNE T ZE U ND -SPEICHER
H2-Kom pen d iu m
für Gasn et ze
Abschluss 12/2020
PROJEK TNAME
Kompendium zu Wasserstoff in Gastransport- und Verteilnetzen
ZIEL
Bewertung der Wasserstoffverträglichkeit von Komponenten und Produkten der Gastransport- und Verteilnetze in
Abhängigkeit von Material und Funktion mit anschließendem Transfer der Ergebnisse ins DVGW-Regelwerk
HINTERGRUND UND ZWECK
DVGW-Studien bestätigen die Wasserstoffverträglichkeit vieler Komponenten der Erdgas-Infrastruktur. Derzeit sind
laut DVGW-Regelwerk jedoch nur bis zu zehn Volumenprozent Wasserstoff erlaubt. Angestrebt wird eine Erhöhung
dieses Wertes auf 20 Prozent. Deshalb sollen Komponenten und Produkte des Gasnetzes sowohl auf Transport-
als auch auf Verteilebene auf ihre Wasserstofftoleranz geprüft werden und anschließend in einem Kompendium
gesammelt dargestellt werden.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Es wird ein Nachschlagewerk über bestehendes Wissen zum Einfluss von bis zu 100 Volumenprozent
Wasserstoff in Gastransport- und Verteilnetzen erarbeitet.
G Komponenten und Produkte werden in Form von Steckbriefen auf jeweils ein bis zwei Seiten dargestellt
und auf ihre Wasserstoffverträglichkeit hin bewertet.
PROJEK TKOORDINATOR
13Foto: © Uniper SE
G A SNE T ZE U ND -SPEICHER
atio ns pf ad e
Transform ic he r
Untergrun d sp e
Abschluss 02/2021
PROJEK TNAME
Wasserstoffverträglichkeit der Gasspeicherinfrastruktur
ZIEL
Bewertung der Wasserstofftoleranz von Untergrundspeichern und Kostenermittlung zur Erhöhung der Wasserstoff-
toleranz sowie der Ableitung einer optimalen H2-Konzentration bzw. eines optimalen Transformationspfades für
Untergrundgasspeicher in Deutschland
HINTERGRUND UND ZWECK
Untergrundspeicher spielen zur Erreichung der Klimaziele eine wichtige Rolle, da sie Energie in Form von
erneuerbaren Gasen speichern können. In diesem Projekt sollen noch offene Forschungsfragen zur bestehenden
Wasserstofftoleranz von Gasspeichern untersucht werden.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Verfügbare Informationen zur bestehenden Wasserstofftoleranz von Untergrundgasspeicher werden
gesammelt und ausgewertet sowie Wissenslücken und Forschungsbedarf identifiziert.
G Darauf basierend werden die Optionen für eine (schrittweise) Umstellung der Speicher auf Wasserstoff ermittelt
und mögliche Transformationspfade dargestellt.
G Abschließend wird aufgezeigt, welche Investitionen für die Erhöhung der Wasserstofftoleranz der Speicher
nötig sind.
CO-AUFTRAGGEBER
Initiative Erdgasspeicher e. V · Bundesverband Erdgas, Erdöl und Geoenergie e. V.
PROJEK TKOORDINATOR
15Foto: © Open Grid Europe
G A SNE T ZE U ND -SPEICHER
Powe r- to -G as
in Deut s ch lan d
Abschluss 10/2020
PROJEK TNAME
Einbindung der Power-to-Gas-Technologie in die politische Förderung eines klimaneutralen Gassystems
ZIEL
Schaffung einer Diskussionsbasis zu Anforderungen an ein Marktdesign für Power-to-Gas in Abhängigkeit
von der jeweiligen Markt- und Netzsicht
HINTERGRUND UND ZWECK
Power-to-Gas ist ein zentrales Kopplungselement zwischen Strom- und Gasinfrastruktur, über das erneuerbare
Energien in Form von Gasen wie Wasserstoff saisonal gespeichert werden können. Die Erzeugung und Speicher
barkeit von erneuerbaren Gasen ist derzeit im Ordnungsrahmen aber nicht abgebildet. Diese Studie soll deshalb
Ansätze dazu liefern, wie Power-to-Gas-Technologien integriert werden können.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Das Projekt soll Ansätze zur Verbesserung des Betriebes von Power-to-Gas-Anlagen im existierenden Umfeld
von Regulierung, Infrastrukturen und Markt aufzeigen.
G Es wird untersucht, wie Power-to-Gas als systemdienliche Maßnahme für das Engpassmanagement im Strom-
sektor agieren kann und Power-to-Gas-Anlagen im regulierten Umfeld, unter Berücksichtigung des Redispatch-
Potenzials, betrieben werden können.
G Verschiedene Förderinstrumente für einen Markthochlauf klimafreundlicher Gase sollen erarbeitet und bewertet
werden.
PROJEK TKOORDINATOR
17Foto: © DVGW, Roland Horn
G A SNE T ZE U ND -SPEICHER
im N e t z
H2 on Erdgaspipelines
Umstellung v
Abschluss 05/2021
PROJEK TNAME
Voruntersuchungen zu Aspekten der Gasbeschaffenheit bei Transport und Verteilung von Wasserstoff mit Hilfe
der bestehenden Erdgasinfrastruktur
ZIEL
Klärung technischer Fragen der Anforderungen an die Gasbeschaffenheit und Erarbeitung von Handlungs
empfehlungen hinsichtlich der Umstellung von Erdgasnetzen auf eine Wasserstoffnutzung
HINTERGRUND UND ZWECK
Die Erdgasinfrastruktur kann als Transport-, Speicher- und Verteilelement für den Energieträger Wasserstoff
genutzt werden. Hierfür ist es notwendig, das geltende europäische und nationale Regelwerk anzupassen.
Allerdings besteht noch Forschungsbedarf zu möglichen Spurenstoffen und notwendigen Aufbereitungsschritten
sowie zu Anforderungen an die Gasbeschaffenheit. Genau diese Fragen soll das Forschungsvorhaben klären.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Neben einer umfangreichen Datenrecherche sind experimentelle und theoretische Untersuchungen vorgesehen,
um einerseits mögliche Quellen für Begleitstoffe und Verunreinigungen in den Erdgasnetzen zu ermitteln und
andererseits Anforderungen von wasserstoffbasierten Gasanwendungen an die Gasbeschaffenheit zu bewerten.
G Weiterhin werden Parameter der Qualitätsüberwachung sowie der Aufbereitungsschritte und -verfahren erfasst,
die für die Einhaltung der geforderten Gasbeschaffenheit notwendig sind.
G Die Ergebnisse sollen die Anpassung des DVGW-Regelwerks im Bereich Gasbeschaffenheit unterstützen.
PROJEK TKOORDINATOR INDUSTRIEPARTNER
Open Grid Europe GmbH
19Foto: © ONTRAS
G A SNE T ZE U ND -SPEICHER
H2-Tauglic h ke it
von St ä hle n
Abschluss 07/2021
PROJEK TNAME
Stichprobenhafte Überprüfung von Stahlwerkstoffen für Gasleitungen und Anlagen zur Bewertung auf
Wasserstofftauglichkeit nach ASME B31.12
ZIEL
Stichprobenhafte Validierung der in Deutschland verwendeten Stähle zur Anwendbarkeit des US-Standards
durch bruchmechanische Untersuchungen
HINTERGRUND UND ZWECK
Für den sicheren Transport von Wasserstoff im deutschen Gasnetz ist es notwendig, die Stahlbauteile auf ihre
Wasserstoffverträglichkeit hin zu bewerten. Bislang ist die Tauglichkeit von Stahlbauteilen für den Einsatz von
bis zu 100 Volumenprozent Wasserstoff nur im amerikanischen Regelwerk ASME B 31.12 (Dezember 2019)
beschrieben. Es ist geplant, diese Bewertung in das DVGW-Regelwerk zu übernehmen.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Zur Überprüfung der eingesetzten Stähle sollen stichprobenhaft bruchmechanische Untersuchungen durchge-
führt werden. Hierfür werden 100 Proben mit einer jeweiligen Prüfzeit von drei bis vierzehn Tagen entnommen.
G Dabei werden Stähle für Leitungen und Anlagen von Fernleitungs- und Verteilnetzbetreibern mittels Zug-,
Kerbschlagbiege-Versuche untersucht sowie Bruchmechanik-Versuche unter Druckwasserstoffatmosphäre
durchgeführt.
G Basierend auf den Versuchsergebnissen wird die direkte Anwendbarkeit des amerikanischen Regelwerks
auf die in Deutschland verwendeten Stähle validiert.
FORSCHUNGSSTELLE
Materialprüfungsanstalt Stuttgart
PROJEK TKOORDINATOR
Open Grid Europe GmbH
21Foto: © martb / iStock
22G A SNE T ZE U ND -SPEICHER
H 2SsTpeOrrtPechnologien
wer t ung von A b
Be
abgeschlossen
PROJEK TNAME
Bewertung der Absperrverfahren Blasensetzen und Abquetschen von Gasrohrleitungen bei wasserstoffhaltigem
Erdgas
ZIEL
Untersuchung der möglichen Absperrtechnologien wie Blasensetzen und Abquetschen bei einem höheren
Wasserstoffanteil im Gasnetz
HINTERGRUND UND ZWECK
Die Absperrmethoden „Blasensetzen“ und „Abquetschen“ sind bei Arbeiten am Erdgasnetz gängige Praxis. Während
die physikalisch-technischen Zusammenhänge dieser Technologien beim Einsatz von Erdgas bekannt sind, besteht
Forschungsbedarf für Mischgase insbesondere im Hinblick auf die Einspeisung von Wasserstoff in das Erdgasnetz.
Dies wurde im Rahmen von H2STOP anhand von Laborversuchen untersucht.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Es erfolgten Tests bei unterschiedlichen Wasserstoffanteilen (0 %, 5 %, 10 %, 20 % und 50 %) und 1 bis 5 bar
bei verschiedenen Materialien.
G Die Tests zeigten, dass das Absperren mit Blasen bei wasserstoffhaltigem Erdgas sicher funktioniert.
G Beim Abquetschen wurde festgestellt, dass die Schleichgasmengen bei reinem Wasserstoff und einem
Druck von 5 bar etwa das Dreifache des Wertes von reinem Erdgas betragen und von der Viskosität des
Gases abhängen.
CO-AUFTRAGGEBER
Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse (BG ETEM) · Hütz + Baumgarten GmbH ·
Städteler + Beck GmbH
PROJEK TKOORDINATOR
23Foto: © ONTRAS
G A SNE T ZE U ND -SPEICHER
Mem b r a n
H2- n Wasserstoff
Abtrennung vo nlagen
mit Membrana
Abschluss 06/2022
PROJEK TNAME
Testung verschiedener Membranmaterialien zur Separierung von Wasserstoff aus Erdgas-Wasserstoffgemischen
ZIEL
Aufbau einer Pilotanlage und Durchführung von Tests verschiedener Modul-Geometrien und Membranmaterialien
für die Abtrennung von Wasserstoff aus unterschiedlichen Erdgas-Wasserstoff-Gemischen
HINTERGRUND UND ZWECK
Die Beimischung von Wasserstoff zu Erdgas stellt für einige Infrastrukturelemente eine Herausforderung dar – zum
Beispiel an Erdgastankstellen oder Anlagen der Gasindustrie. Mit dem Einsatz von Membrantechnologien lassen
sich Wasserstoff-Erdgasgemische in die beiden jeweiligen Bestandteile auftrennen. Dadurch könnte die vorhandene
Gasinfrastruktur auch für sensible Anwendungen genutzt werden, etwa in der Industrie oder für Brennstoffzellen,
in dem der jeweils störende Bestandteil abgetrennt wird.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G In einer Demonstrationsanlage in Prenzlau wird getestet, welche Membranen sich am besten für eine Wieder-
gewinnung des Wasserstoffs eignen, welche Mengen sich aus dem Gasstrom abtrennen lassen und welchen
Reinheitsgrad dieser Wasserstoff erreicht.
G Verschiedene Membranen werden dort hinsichtlich der (Langzeit-) Stabilität, Trenneigenschaften, erzielbare
Reinheit, Kosten, Time-to-Market, Skalierbarkeit und Lieferbarkeit gemeinsam mit den Herstellern der Membranen
getestet.
PROJEK TPARTNER
ONTRAS Gastransport GmbH · GRTgaz Deutschland · Mitteldeutsche Netzgesellschaft Gas mbH · ENERTRAG
PROJEK TKOORDINATOR
25Foto: © Bet_Noire / iStock
G A SNE T ZE U ND -SPEICHER
HIGGGSasnetzen
Wasserstoff in
Abschluss 12/2022
PROJEK TNAME
Hydrogen in Gas Grids
ZIEL
Identifizierung der Wasserstoffverträglichkeit des Hochdruck-Gastransportnetzes sowie Erstellung einer
Datensammlung der europaweiten Regeln, Normen und Zertifizierungen zur Wasserstoffbeimischung bis
zu 100 Volumenprozent
HINTERGRUND UND ZWECK
Nach den EU-Richtlinien zu Energie und Umwelt sollen die Treibhausgas-Emissionen bis zum Jahr 2030 um
mindestens 45 Prozent sinken. Wasserstoff aus erneuerbaren Ressourcen kann dabei helfen, dieses Ziel zu
erreichen. Die bestehenden Erdgasnetze können den Wasserstoff transportieren. Das Ziel von HIGGS ist es, die
Auswirkungen der Wasserstoffbeimischung und des Wasserstofftransports auf das Erdgasnetz zu untersuchen.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Um die Auswirkungen von Wasserstoff auf die Gasinfrastruktur zu erschließen, werden technische, rechtliche
und regulatorische Barrieren ermittelt und verbleibende Schwachpunkte der „H2-Readiness“ identifiziert.
G Technische Lösungen werden getestet und Strategien zur Beibehaltung nicht- oder gering wasserstoffverträglicher
Komponenten (z. B. über Membranabscheidungen etc.) entwickelt.
G Anhand der Untersuchungen werden europaweit einheitliche Testprotokolle für die Zertifizierung
der Wasserstoffverträglichkeit erarbeitet.
PROJEK TPARTNER
Fundación para el Desarollo de las Nuevas Tecnologías del Hidrógeno en Aragón (FHA) · TECNALIA · OST Ostschweizer
Fachhochschule · European Research Institute for Gas and Energy Innovation (ERIG) · Redexis Gas · DVGW
PROJEK TLOGO FÖRDERGEBER
This project has received funding from the
Fuel Cells and Hydrogen 2 Undertaking under
Grant Agreement No. 875091. This Joint
Undertaking receives support from the
European Union’s Horizon 2020 research and
innovation programme and Hydrogen Europe
and Hydrogen Europe Research.
27Foto: © ONTRAS
G A SNE T ZE U ND -SPEICHER
MefHy Sto h er
e thod en für Wasserstoffspeic
Messm
Abschluss 08/2023
PROJEK TNAME Abschluss 08/2023
Metrology for Advanced Hydrogen Storage Solutions
ZIEL
Untersuchung sowie Weiterentwicklung von präzisen Messmethoden und -verfahren, der relevanten Normen und
Regelwerke in Zusammenhang mit Wasserstoff für verschiedene Wasserstoff-Speichertechnologien.
HINTERGRUND UND ZWECK
Die chemische Speicherung von Wasserstoff ist eine vielversprechende Möglichkeit, um volatile Energien aus
erneuerbaren Quellen zu speichern und Unterbrechungen in der Energieversorgung zu vermeiden. Hierfür sind
verlässliche Messverfahren, Standards, Referenzmethoden und geeignete Materialien notwendig. Diese sollen
im Rahmen von MefHySto entwickelt werden.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Die Anforderungen an die Wasserstoffqualität für Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen sollen ermittelt und
bewertet werden.
G Mit genauen Dichtemessungen wasserstoffhaltiger Gasgemische wird die Referenzzustandsgleichung verbessert,
die als Basis für die Modellierung der Wasserstoffeinspeisung und Bestimmung des Heizwertes dient.
G Außerdem wird eine validierte Methode zum Messen und Berechnen der Wärmeleitfähigkeit von
ab-/adsorbiertem Wasserstoff in metallischen oder porösen Materialien entwickelt.
PROJEK TPARTNER
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (Projektkoordinator) · Tschechisches Institut für Metrologie ·
NPL Management Ltd. · Physikalisch-Technische Bundesanstalt · Commissariat à l’Énergie Atomique et aux
Énergies Alternatives (CEA) · DBI Gas- und Umwelttechnik · European Research Institute for Gas and Energy
Innovation (ERIG) · Fundación para el Desarrollo de las Nuevas Tecnologías del Hidrógeno en Aragon · MAHYTEC
SAS · Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften · Regasificadora del Noroeste · Universität
Valladolid · DVGW
PROJEK TLOGO FÖRDERGEBER
This project has received funding from the EMPIR programme
co-financed by the Participating States and from the European
Union’s Horizon 2020 research and innovation programme.
29Foto: © Jan-Schneckenhaus / iStock
G A S A N W ENDU NGEN U ND M Ä RK T E
H2-2W0asserstoff
%
Feldtest mit 20 netz
im Verteil
Abschluss 07/2023
PROJEK TNAME
Wasserstoff in der Gasinfrastruktur: DVGW/Avacon-Pilotvorhaben mit bis zu 20 Volumenprozent
Wasserstoff-Einspeisung in Erdgas
ZIEL
Demonstration der Beimischung von bis zu 20 Volumenprozent Wasserstoff in ein reales Versorgungsgebiet
mit rund 400 Haushalts- und Gewerbekunden sowie Ableitung von Handlungsempfehlungen
HINTERGRUND UND ZWECK
Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass Haushalts-Gasgeräte mit einer Beimischung von 20 Volumenprozent
Wasserstoff sicher betrieben werden können. Dies soll anhand von Feldversuchen in einem Gasverteilnetz unter
Realbedingungen getestet und validiert werden.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Es werden Feldtests zur Funktionalität und Betriebssicherheit von Gasgeräten durchgeführt. Hierfür werden
Anlagen- und Installationsvielfalt sowie Wartungs- und Einstellungsvielfalt erfasst und Informationen zum
Nutzerverhalten in einem bestehenden Gasverteilnetz erhoben.
G Anhand der Ergebnisse werden Handlungsempfehlungen für Gasverwendung und -verteilung abgeleitet.
G Die Ergebnisse sollen dann als Vorbild für den zukünftigen Einsatz von Wasserstoff in Gasnetzen dienen und
in das technische Regelwerk des DVGW einfließen.
PROJEK TKOORDINATOR FORSCHUNGSPARTNER
31Foto: © DWP / Adobestock
G A S A N W ENDU NGEN U ND M Ä RK T E
Me s s r i ch tig k eit
2-
H n Haushalts-Gaszählern
vo
Abschluss 10/2021
PROJEK TNAME
Untersuchung des Verhaltens von Haushaltszählern im Verbund mit Hausdruckregelgeräten bei Nutzung von
H2-beaufschlagten Gasen (EMPIR-begleitendes Vorhaben)
ZIEL
Validierung der Messrichtigkeit von Haushaltsdruckreglern bis zu einem Wasserstoffanteil von 20 Volumenprozent
im Erdgas sowie mit reinem Wasserstoff
HINTERGRUND UND ZWECK
Durch die zunehmende Einspeisung von Wasserstoff in die öffentliche Gasversorgung ist der Nachweis der
Messrichtigkeit von Haushaltsgaszählern bei erhöhten Wasserstoffkonzentrationen erforderlich. Bei einer Zumischung
von bis zu zehn Volumenprozent Wasserstoff wird die grundsätzliche Eignung von Gaszählern durch die Physikalisch-
Technische Bundesanstalt (PTB) als technisch unbedenklich angesehen. Für höhere Konzentrationen und reinen
Wasserstoff liegen nur wenige Daten vor. Diese sollen im Projekt erhoben werden.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Es werden Messreihen mit drei Kombinationen von Druckregler- und Balgengaszählertypen mit verschiedenen
Gasen – das heißt Stickstoff, Methan, Methan-Wasserstoff-Gemische und Wasserstoff – durchgeführt. Für die
Untersuchungen werden besonders häufig verwendete Zählertypen ausgewählt.
G Versuche mit Gasgemischen mit 10 bis 30 Volumenprozent Wasserstoff sollen Aussagen zur Messrichtigkeit
bzw. zur Regelgüte von Haushaltsdruckreglern im Verbund mit Balgengaszählern für Einspeiseprojekte liefern.
PROJEK TKOORDINATOR
33Foto: © Heiko Küverling / iStock
G A SGAANSNE
W ENDU
T ZE NGEN
U ND -SPEICHER
U ND M Ä RK T E
lit ä t: S t a nd ,
H2-Mobi t iven
e r sp ek
Trends, P
abgeschlossen
PROJEK TNAME
Analyse der Möglichkeit der Marktdurchdringung von H2-Mobilität (Pkw und Lkw) und dem Potenzial von
THG-Emissionsminderungen mit Blick auf Regulierung, Förderung und politischen Rahmenbedingungen national
und europäisch und Identifizierung von Key-Success-Faktoren im europäischen und nationalem Umfeld
ZIEL
Potenzialbewertung von Wasserstoff hinsichtlich der Senkung von Treibhausgas-Emissionen im
Pkw- und Nutzfahrzeugsektor und Identifikation von Key-Success-Faktoren im europäischen Umfeld
HINTERGRUND UND ZWECK
Eine Leitfrage der Gaswirtschaft ist, welche wirtschaftlichen Potenziale im Bereich der Produktion und
des Transports von Wasserstoff durch das Aufkommen der Wasserstoff-Mobilität erwachsen werden.
Diese Studie soll genau diese Frage beantworten.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Basierend auf fast 200 Literaturquellen analysiert die Studie H2-Mobilität das Potenzial für die Reduktion von
Treibhausgasen im Verkehrssektor und mögliche Marktchancen für Fahrzeug- und Wasserstoffproduzenten.
G Die Studie beschreibt Stand, Trends und Zukunftsperspektiven der wasserstoffbasierten Mobilität in
Deutschland und ausgewählten europäischen Ländern.
G Insbesondere begünstigen klimapolitische Anforderungen und starker Wettbewerbsdruck aus Asien den
Marktantritt, während sich gleichzeitig die Technologie und Wirtschaftlichkeit von Fahrzeugen sowie die
Infrastruktur verbessern.
PROJEK TPARTNER
35Foto: © VanderWolf Images / AdobeStock
G A S A N W ENDU NGEN U ND M Ä RK T E
& E n g in es
H2Net tz und in Gasmotoren
Ne
Wasserstoff im
Abschluss 12/2021
PROJEK TNAME
H2 in the gas network and interaction with gas engines
ZIEL
Untersuchung der Wasserstoffverträglichkeit von gängigen Gasmotoren und der Möglichkeiten einer
technologischen Anpassung
HINTERGRUND UND ZWECK
Das Ziel, CO2-Emissionen bis zum Jahr 2050 um 95 Prozent zu reduzieren, bedeutet auch den Industrie- und
Mobilitätssektor klimaneutral aufzustellen. Wasserstoff und synthetisches Methan bieten exzellente Möglichkeiten,
das zu erreichen. Wie sich ein verändertes Gasgemisch im Gasnetz auf heutige Technologien und insbesondere auf
Verbrennungsmotoren auswirkt, untersucht dieses Projekt.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Das Projekt untersucht, wieviel Wasserstoff gasbetriebene Verbrennungsmotoren – z. B. in Autos oder Block-
heizkraftwerken – vertragen und wie Technologien sowie Gasnetze optimal angepasst werden können.
G Überprüft werden die Möglichkeiten von „Multi-Fuel“-Tankstellen und Technologien zur Abtrennung von
Wasserstoff aus Gasgemischen. Anhand festgelegter Szenarien und rechnerischer Modelle wird ermittelt,
welche Lösung die praktikabelste und zugleich wirtschaftlich günstigste ist.
FORSCHUNGSSTELLEN
DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des KIT (DVGW-EBI) · DBI - Gas- und Umwelttechnik · KIT Institut
für Thermische Energietechnik und Sicherheit (ITES) · KIT Institut für Kolbenmaschinen (IFKM) · Frontier Economics
CO-AUFTRAGGEBER
37Foto: © AlexRaths / iStock
G A S A N W ENDU NGEN U ND M Ä RK T E
THyGgaA
sgemische
d
Wasserstoff-Er dungen
in Gasanwen
Abschluss 12/2022
PROJEK TNAME
Testing Hydrogen Admixtures for Gas Applications
ZIEL
Europaweite Akzeptanz von Wasserstoff-Erdgasmischungen und Erkennung der technischen Auswirkung der
Wasserstoffbeimischungen auf Gasanwendungen in privaten und gewerblichen Haushalten
HINTERGRUND UND ZWECK
Unter Nutzung der bestehenden Gasinfrastruktur können Wasserstoff und Wasserstoffbeimischungen als Alternative
zu Erdgas für die Wärmeerzeugung in Gebäuden verwendet werden. THyGA zielt darauf ab, ein detailliertes
Verständnis der Auswirkungen von Erdgas- und Wasserstoffgemischen auf Endanwendungen, insbesondere im
privaten und gewerblichen Bereich, zu entwickeln und zu vermitteln.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Bei etwa 100 Haushaltsgeräten werden Szenarien mit verschiedenen Wasserstoffkonzentrationen getestet.
G Es wird ein allgemeines Testprotokoll für Gasgeräte entwickelt, das sich zur Zertifizierung der „H2-Readiness“
eignen soll und für praktisch jedes Gerät angepasst werden kann.
G Abschließend werden Handlungsempfehlungen für Gerätehersteller, Endkunden und Entscheidungsträger
hinsichtlich Gerätedesign, Geräteproduktion und Zertifizierung erarbeitet.
PROJEK TPARTNER
ENGIE (Projektkoordinator) · BDR Thermea Group · Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Renouvelables
(CEA) · Dansk Gasteknisk Center (DGC) · DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des KIT (DVGW-EBI) ·
Electrolux AB · GAS.BE ·Gas- und Wärme-Institut Essen (gwi) · GERG – The European Gas Research Group
PROJEK TLOGO FÖRDERGEBER
This project has received funding from the
Fuel Cells and Hydrogen 2 Joint Undertaking
under grant agreement (No. 874983). This
Joint Undertaking receives support from the
European Union’s Horizon 2020 research and
innovation programme, Hydrogen Europe
and Hydrogen Europe research.
39Foto: © Gerd / AdobeStock
G A S A N W ENDU NGEN U ND M Ä RK T E
LivingH 2
atio n ein es W asserstoff-
Demonstr c k heizk r aft werks
n-B lo
Brennstoffzelle
Abschluss 09/2022
PROJEK TNAME
Living Laboratory Demonstration of Complete Pure Hydrogen Fuel Cell Cogeneration System
ZIEL
Demonstration einer Komplettlösung einer regenerativen Stromversorgung in einer Reallaborumgebung unter
Verwendung eines Wasserstoff-Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerks (H2-BZ-BHKW).
HINTERGRUND UND ZWECK
Der Einsatz von Brennstoffzellen für die stationäre Versorgung mit Strom und Wärme kann den Anteil an Erneuer-
baren Energien im Energiesektor erhöhen und gleichzeitig CO2-Emissionen und Energiekosten reduzieren. Brenn-
stoffzellen-Blockheizkraftwerke, die grünen Wasserstoff nutzen, können daher zu einer CO2-freien Energielösung
für Gebäude werden und bestehende konventionelle BHKW-Systeme nach und nach ersetzen. Das Projekt befasst
sich mit der technologischen Entwicklung dieser reinen H2-BZ-BHKW.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Brennstoffzellen-BHKW werden mittels technologischer Innovationen für den reinen Wasserstoff-Betrieb optimiert.
G Ein komplettes System einer leitungsbasierten Wasserstoffversorgung wird in einer typischen Hausumgebung,
dem „living lab“, installiert und getestet, einschließlich der Erzeugung von erneuerbarem Wasserstoff,
Verrohrung in einem Gebäude, Odorierung und einem H2-BHKW.
G Die technische Lösung wird techno-ökonomisch, ökologisch und sozial bewertet.
PROJEK TPARTNER
inhouse engineering GmbH (Projektkoordination) · ENGIE (Projektkoordination) · Commissariat à l’Énergie Atomique
et aux Énergies Renouvelables (CEA) · DBI Gastechnologisches Institut gGmbH · Ostbayerische Technische
Hochschule Regensburg · European Research Institute for Gas and Energy Innovation (ERIG)
PROJEK TLOGO FÖRDERGEBER
Unter Förderkennzeichen:
03SF0587B
41Foto: © martb / iStock
Ü BERGEORDNE T E PRO JEK T E
undlagen
H2-Prüfgr für die Gasvers
orgung
Projektantrag in Vorbereitung
PROJEK TNAME
Prüfgrundlagen für den Einsatz von Wasserstoff in der Gasversorgung
ZIEL
Erarbeitung von wissenschaftlichen Grundlagen für eine Eignungsprüfung von Produkten für Wasserstoff im
Bereich der Gasinfrastruktur und Anwendungstechnik
HINTERGRUND UND ZWECK
Um die Transformation des Energiesystems in Richtung Wasserstoff zügig voranzutreiben, müssen die Voraus
setzungen für den sicheren Betrieb der Gasinfrastruktur und Gastechnologien frühzeitig geschaffen werden.
Auf der Basis wissenschaftlich validierter Prüfprozeduren und Prüfstände soll das DVGW-Regelwerk in den Bereichen
Gasarmaturen und Rohrleitung, Gasinstallation, Gasgeräte sowie Bauteile und Hilfsstoffe erweitert werden.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Hinsichtlich der Armaturen und Bauteile wird die Dichtheit von Geräten und Komponenten sowie die dauerhafte
Eignung und Beständigkeit von Materialien in den Blick genommen.
G Für Gasgeräte werden Prüf- und Grenzgase für Verbrennungstests, Prüfprozeduren für die Feuerungsüber-
wachung, sicherheitstechnische Fragen der thermischen Stabilität von Geräten, Leistungstests und Emissions-
überwachung untersucht.
PROJEK TKOORDINATOR FORSCHUNGSPARTNER
43Foto: © Uniper
ÜGBERGEORDNE
A SNE T ZE U NDT E-SPEICHER
PRO JEK T E
PORTAL GREEN
den für Power-to-Gas
Leitfa
Abschluss 10/2020
PROJEK TNAME
Entwicklung eines Power-to-Gas-Leitfadens zur Integration Erneuerbarer Energien
ZIEL
Erstellung von Genehmigungsleitfäden für Power-to-Gas-Anlagen, sowohl für die Genehmigungsprozesse
als auch für technische Aspekte in Bezug auf Bau und Betrieb von Anlagen
HINTERGRUND UND ZWECK
Technologien wie Power-to-Gas nehmen eine Schlüsselrolle in zukünftigen Energiesystemen ein, denn sie
ermöglichen die Integration erneuerbarer Energien in zukunftsweisende Versorgungssysteme. Der Zubau solcher
Anlagen wird jedoch durch die bestehenden, uneinheitlichen technischen Regularien sowie durch fehlende,
einheitliche genehmigungsrechtliche Grundlagen erschwert. Im Projekt wird deshalb ein zweiteiliger Leitfaden
erarbeitet, der den Prozess darstellen und die Durchführung erleichtern soll.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Die Leitfadenteile berücksichtigen inhaltliche und chronologische Verfahrensabläufe für Genehmigungsprozesse
für die Bereiche Netzeinspeisung, Rückverstromung, Mobilität und industrielle Nutzung.
G Zuständigkeiten werden erläutert und Entscheidungsbäume z. B. zur Auswahl durchzuführender
Genehmigungsprozesse zur Verfügung gestellt.
G Die Ergebnisse fließen in das DVGW-Regelwerk ein.
PROJEK TPARTNER
DBI - Gas- und Umwelttechnik gGmbH · Bergische Universität Wuppertal · Uniper Energy Storage GmbH · DVGW
PROJEK TKOORDINATOR FÖRDERGEBER
Gesellschaft für Anlagen- und
Reaktorsicherheit gGmbH
aufgrund eines Beschlusses
des Deutschen Bundetages
45Foto: © kamisoka / iStock
ÜGBERGEORDNE
A SNE T ZE U NDT E-SPEICHER
PRO JEK T E
H2-IQQuartier
Wasserstoff im
Projektantrag in Vorbereitung
PROJEK TNAME
Nutzung von Wasserstoff als Energieträger für Quartiere
ZIEL
Erprobung und Entwicklung von Netzen und Gasheizgeräten bei 20 und 100 Volumenprozent Wasserstoffzufuhr
in zwei Quartieren im Raum Kassel
HINTERGRUND UND ZWECK
Auch im Wärmemarkt kann das Klimaschutzpotenzial von Wasserstoff helfen, die Treibhausgas-Emissionen zu
senken. Deshalb soll anhand von Feldversuchen im ländlichen und städtischen Raum untersucht werden, wie dieser
über die bestehende Erdgasinfrastrukur im Gebäudebestand und Neubau genutzt werden kann.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Geplant sind zwei Versuchsregionen für die Einspeisung von Wasserstoff ins Gasverteilnetz über je zwei
Heizperioden. In einem ländlichen Gebiet sollen 20 Volumenprozent Wasserstoff und in ein neu zu errichtendes
Gasnetz eines städtischen Gebiets in Kassel reiner Wasserstoff eingespeist werden.
G Für die Umstellung vom Erdgas- auf den reinen Wasserstoffbetrieb werden Wasserstoff-Umrüst-Kits sowie
Umstellkonzepte für Brennwert-Heizgeräte entwickelt und erprobt.
G Anhand der Untersuchungsergebnisse soll eine Datenbank entstehen, die die Wasserstoff-Toleranz der
jeweiligen Gasheizgeräte im Gebäudebestand beschreibt.
G Die Ergebnisse sollen in das DVGW-Regelwerk einfließen.
PROJEK TPARTNER
Becker Büttner Held BBH · EAM Netz · Gas- und Wärme-Institut Essen (gwi) · Honeywell Gas Technologies GmbH ·
Städtische Werke Netz und Service · Viessmann · DVGW
PROJEK TKOORDINATOR
47Foto: © Kodda / shutterstock
Ü BERGEORDNE T E PRO JEK T E
ap Ga s 2 0 5 0
Roadm lität der Gasversorgung
tr ategie zur K limaneutra
S
Abschluss 06/2022
PROJEK TNAME
Entwicklung einer Roadmap zur Umsetzung des DVGW-Energieimpulses bis zum Jahr 2050
ZIEL
Entwicklung eines ganzheitlichen, zahlenbasierten Konzeptes zur Bereitstellung von klimaneutralen Gasen, zur
Nutzung der Gasinfrastruktur für die Integration der Gase und zur Anpassung von Gasverwendungstechnologien
HINTERGRUND UND ZWECK
Arbeiten im Rahmen der DVGW-Forschung haben gezeigt, dass gasbasierte Konzepte als Teil des zukünftigen
Energiesystems sinnvoll und machbar sind. Mit der Roadmap Gas 2050 soll ein ganzheitliches Konzept entstehen.
Hierfür werden die aus den Vorgängerarbeiten resultierenden Vorteile der Nutzung der Gasinfrastruktur und von
Gasanwendungen miteinander verknüpft und die möglichen Synergieeffekte quantitativ beschrieben.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Der zukünftige Bedarf sowie nationale und internationale Erzeugungspotenziale erneuerbarer Gase werden
ermittelt. Herkömmliche und auch alternative Methoden der Wasserstoff-Erzeugung werden berücksichtigt.
G Durch systematische Gerätetests wird die optimale Zumischgrenze von Wasserstoff zum Erdgas für
Gasanwendungen erforscht. Weiterhin werden Anpassungsbedarfe von Technologien für die unterschiedlichen
Anwendungssektoren für Anteile von 50 bis 100 Volumenprozent Wasserstoff ermittelt.
G Mögliche Transformationspfade werden für die Gasinfrastruktur entwickelt und anhand einer abschließenden
ganzheitlichen Energiesystemmodellierung die zukünftige Rolle von Gas bei der Energiewende bewertet.
PROJEK TKOORDINATOR FORSCHUNGSSTELLEN
49Foto: © Meinzahn / iStock
Ü BERGEORDNE T E PRO JEK T E
H2R Rheinland
ion
Wasserstoffreg
im Aufbau
ZIEL
Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur im Rheinland in sieben Phasen sowie die Erweiterung und Teilung
des Wissens rund um den Wasserstoff zur Erreichung der Sektorenkopplung
HINTERGRUND UND ZWECK
Die Region Rheinland will die Erzeugung, Verteilung und Nutzung von Wasserstoff aktiv voranbringen, um so
die Energie- und Verkehrswende zu erreichen. Hierzu haben sich im Jahr 2018 die Städte Köln, Hürth, Brühl und
Wesseling sowie der Rhein-Sieg und der Rheinisch-Bergische Kreis zu einer Initiative zusammengeschlossen.
Damit soll ein sektorengekoppeltes Energiesystem geschaffen werden. Wichtige regionale Unternehmen und
Akteure, darunter der DVGW, unterstützen die „Initiative H2R – Wasserstoff Rheinland“.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G In der ersten Projektphase hat sich die Initiative am Wettbewerb „Modellregion Wasserstoffmobilität“
des Bundeslandes Nordrhein-Westfalen beteiligt.
G In der zweiten Phase wurde ein detailliertes Feinkonzept der Energie- und Verkehrswende – einschließlich
der Erzeugung, Verteilung und Nutzung von Wasserstoff – erarbeitet, das in den kommenden Jahren umgesetzt
werden soll.
G Anhand des Feinkonzeptes werden bestehende Strukturen weiterentwickelt sowie die neuen Sektorenkopplungs-
Elemente der Initiative H2R geplant.
G Ein Technologiekonzept soll die optimale Nutzung der Potenziale in der Region beschreiben.
PROJEK TLOGO FÖRDERGEBER
51Foto: © dem10 / iStock
Ü BERGEORDNE T E PRO JEK T E
SuperP 2G
n in Eur opa verbinden
Initiative
Power-to-Gas-
Abschluss 10/2022
PROJEK TNAME
Synergies utilising renewable power regionally by means of power to gas
ZIEL
Senkung der Einstiegsschwelle für Interessenten, um Power-to-Gas für Smart-Energy-Systeme,
lokale und regionale Entwicklungen sowie die Sektorintegration zu nutzen
HINTERGRUND UND ZWECK
Die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien erfordert eine Sektorenkopplung mit Speicherelementen wie
Power-to-Gas. Zweck des Projekts ist es, ein länderübergreifend einsetzbares Bewertungstool zu entwickeln
und auf potentielle Einsatzgebiete oder Fallbeispiele in Europa hinzuweisen. SuperP2G verbindet dazu führende
Power-to-Gas-Initiativen aus fünf europäischen Ländern und erhöht die europaweite Sichtbarkeit von Power-to-Gas.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Um Synergien in Bezug auf Bewertungswerkzeuge und -verfahren zu nutzen, werden führende nationale
Projekte und Regionen mit korrespondierenden Interessenten innerhalb der EU verknüpft.
G Das Potenzial in jedem der beteiligten Länder soll aufgezeigt und ein gesamteuropäisches Fazit in Bezug
auf Marktbedingungen und Bedürfnisse der Interessengruppen erarbeitet werden.
PROJEK TPARTNER
Technische Universität Dänemark (Projektkoordinator) · Energifonden Skive – GreenLab · Nationaler Forschungsrat
von Italien (CNR-ITAE) · Universität Bologna, Fakultät für Wirtschaftsingenieurwesen · Universität Groningen, Fakultät
für Wirtschaftswissenschaften · DBI Gastechnologisches Institut · DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut
des KIT (DVGW-EBI) · European Research Institute for Gas and Energy Innovation (ERIG) · Energieinstitut an der
Johannes Kepler Universität Linz
PROJEK TLOGO FÖRDERGEBER
This project has received funding in the framework
of the joint programming initiative ERA-Net Smart
Energy Systems’ focus initiative Integrated, Regional
Energy Systems, with support from the European
Union’s Horizon 2020 research and innovation
programme under grant agreement No 775970.
53Foto: © aerovista luchtfotografie / iStock
Ü BERGEORDNE T E PRO JEK T E
HEAVEeNinfüNhrung in Europa
r ojek t zur Was serstoff
Leitp
Abschluss 12/2025
PROJEK TNAME
Abschluss
H2 Energy Applications (in) Valley Environments XX/YYYY
(for) Northern Netherlands
ZIEL
Einrichtung eines Wasserstoff-Valleys im Norden der Niederlande zur großskaligen Demonstration von Produktion,
Distribution, Speicherung und lokalem Endverbrauch von grünem Wasserstoff
HINTERGRUND UND ZWECK
Am Ende eines klimaneutralen Energiesystems steht die maximale Integration von erneuerbaren Energien aus
On- und Offshore-Windanlagen sowie Solarenergie. HEAVENN soll als europäisches Leuchtturmprojekt zeigen,
wie eine vollumfängliche, regionale Wasserstoffinfrastruktur unter Berücksichtigung der vorhandenen Erdgas-
Infrastruktur geschaffen werden kann.
VORGEHEN UND ERGEBNISSE
G Die gesamte grüne Wasserstoff-Wertschöpfungskette wird in einem voll integrierten Ökosystem (Valley) praktisch
umgesetzt. Dieses soll als Blaupause zur Anwendung von grünem Wasserstoff für Regionen in ganz Europa dienen.
G Existierende und geplante Projektcluster werden an sechs Standorten im Norden der Niederlande eingesetzt.
Der gewonnene Wasserstoff soll sektorenübergreifend bereitgestellt werden.
G Aus den Erfahrungen sollen replizierbare Geschäftsmodelle für die weitgreifende, kommerzielle Realisierung
von Wasserstoff über das gesamte, regionale Energiesystem entwickelt werden.
PROJEK TPARTNER
New Energy Coalition (Projektkoordinator) · Stichting Energy Valley · Qbuzz · Gemeinde Groningen · Nouryon Industrial
Chemicals · Nederlandse Aardolie Maatschappij · Nederlandse Gasunie · Gemeinde Emmen · Emmtec Services ·
Cemtec Fonden · Hinicio · Fundación para el Desarrollo de las Nuevas Tecnologías del Hidrógeno en Aragón · ENGIE
Energie Nederland · Gemeinde Hoogeveen · Hyenergy Transstore · Enercy · Universität Groningen · Pitpoint.CNG ·
Green Planet Real Estate · European Research Institute for Gas and Energy Innovation · Gemeenschappelijke Regeling
Samenwerkingsverband Noord-Nederland · Bytesnet Groningen · H2tec · U.V.O. Vervoer · Ewe Gasspeicher · EBN
Energie Beheer Nederland · Groningen Seaports · Lenten Scheepvaart · Nederlandse Particuliere Rijnvaart-centrale
Cooperatie · Hydrogen Ireland Natural Resources Association Company · The European Marine Energy Centre
PROJEK TLOGO FÖRDERGEBER
This project has received funding from the Fuel Cells and Hydrogen 2
Joint Undertaking (FCH JU) under grant agreement no. 875090.
This Joint Undertaking receives support from the European Union’s
Horizon 2020 research and innovation programme, Hydrogen Europe
and Hydrogen Europe research.
55Der DVGW –
Innovationen und Regelsetzung
im Gas- und Wasserfach
Als anerkannter Regelsetzer, technisch-wissen- höchsten Standards. Als Basis für technische
schaftlicher Know-how-Träger und Förderer tech- Innovationen bildet die Forschung einen wichtigen
nischer Innovationen ist der Deutsche Verein Teilbereich der DVGW-Aktivitäten. Der DVGW
des Gas- und Wasserfaches e. V. (DVGW) das fördert Forschungsvorhaben verschiedener
Kompetenznetzwerk für alle Fragen der Versor- Institute und führt auch eigene Projekte durch.
gung mit Erdgas und Trinkwasser. Er fördert
und unterstützt das Gas- und Wasserfach in Der im Jahr 1859 gegründete Verein hat rund
allen technisch-wissenschaftlichen Belangen. 14.000 Mitglieder. Als gemeinnütziger Verein
In seiner Arbeit konzentriert er sich insbeson- agiert der DVGW wirtschaftlich unabhängig und
dere auf die Themen Sicherheit, Hygiene, politisch neutral. Auf lokaler Ebene agiert der
Umwelt- und Verbraucherschutz. Mit der Ent- DVGW über seine Bezirksgruppen, auf überre-
wicklung seiner technischen Regeln ermöglicht gionaler Ebene sind die Landesgruppen erster
der DVGW die technische Selbstverwaltung der Ansprechpartner für die Mitglieder. Themen mit
Gas- und Wasserwirtschaft in Deutschland. bundesweiter oder europäischer Dimension
Hierdurch gewährleistet er eine sichere Gas- werden durch die Hauptgeschäftsstelle in Bonn
und Wasserversorgung nach international mit Büros in Berlin und Brüssel abgedeckt.
Das Leistungsspektrum G
des DVGW
56Technische Regelsetzung
Beratung und Normung
Forschung
IT-Dienst leistungen
und Entwicklung
Arbeits- und Prüfung und
Gesundheitsschutz Zertifizierung
Sicherheits- und Berufsbildung
Qualitätsmanagement und Qualifikation
Fachinformation
und Wissenstransfer
57Forschung im DVGW
Die deutsche Energie- und Wasserwirtschaft zung und Normung und sichert die wissen-
ist ständig mit neuen Herausforderungen kon- schaftliche Qualität der Stellungnahmen des
frontiert. Insbesondere die Energiewende fordert DVGW. Darin zeigen sich die Vorzüge dieses
die Entwicklung von zukunftsweisenden Kon- interdisziplinären Kompetenznetzwerkes.
zepten für den Energieträger Gas, unter Berück-
sichtigung sowohl klima- und umweltpolitischer Die Gasforschung ist im DVGW dezentral organi-
als auch systemischer, wirtschaftlicher und siert und verteilt sich auf insgesamt sechs Ein-
sicherheitstechnischer Zielstellungen. richtungen. Diese vereinen wissenschaftliche
Expertise und Hochschulpartnerschaften mit
Die DVGW-Forschung umfasst Projekte im der Praxis der Gaswirtschaft. Dabei ergänzen
regionalen und nationalen Kontext ebenso wie sich die einzelnen Institute komplementär in
europaweite Forschungskooperationen. Sie ist ihren Kompetenzen und bilden ein umfassendes
dabei Basis für die technische Weiterentwick- Netzwerk rund um die Themengebiete Gas und
lung in der Gaswirtschaft, fördert die Regelset- Energie.
Als Gründungsmitglied des European Research Institute for
Gas and Energy Innovation (ERIG) beteiligt sich der DVGW
an zahlreichen europäischen Forschungsprojekten. Dieses
gemeinnützige Innovationsnetzwerk mit Sitz in Brüssel unter-
stützt die europäische Zusammenarbeit in der Forschung zu
nachhaltigen und innovativen Gastechnologien sowie der Nutzung von Erdgas im Zusammen-
spiel mit erneuerbaren Energien. Im Juni 2020 wurde der DVGW-Vorstandvorsitzende Prof.
Dr. Gerald Linke zum Präsidenten von ERIG ernannt, was die enge Zusammenarbeit beider
Institutionen im Bereich der Gasforschung untermauert. Neben der Erhöhung des Anteils kli-
mafreundlicher Gase gehört es zu den vorrangigen Zielen von ERIG, die Integration der volati-
len erneuerbaren Energie im Gassystem durch Technologien wie Power-to-Gas zu unterstützen.
Dadurch soll das Energieversorgungsnetz durch eine flexiblere Kombination von Nachfrage,
Angebot und Speicherung stabiler ausbalanciert werden.
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