Ein Artikel von Claire Marchand
Seit das Pariser Abkommen zum Klimawandel im Dezember 2015 verabschiedet und im November 2016 in Kraft getreten ist, haben sich 196 Länder dazu verpflichtet, ihre Treibhausgasemissionen zu senken. Wasserstoff könnte Teil der Lösung sein.
Wird Wasserstoff zukünftig ein Teil des Energiemixes sein? Viele Fachleute teilen tendenziell die Auffassung, dass Wasserstoff einen wertvollen Beitrag zur Dekarbonisierung der globalen Energiesysteme leisten und möglicherweise eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung von Strom, Wärme, Transport und Energiespeicherlösungen spielen könnte.
Die Höhe des Beitrags, den Wasserstoff zur Dekarbonisierung leisten kann, hängt davon ab, wie er erzeugt wird: Grauer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen, blauer Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen mit Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung und grüner Wasserstoff aus erneuerbaren Energien (Solar, Wind und Wasser). Aus offensichtlichen Gründen wird grüner Wasserstoff von den Befürwortern eines sauberen Energiemixes favorisiert.
Ein Sektor, in dem Wasserstoff eine große Auswirkung haben kann, ist der Verkehr. Autos, Busse, Gabelstapler, Züge, Schiffe, Flugzeuge, U-Boote und Raketen können mit Wasserstoff angetrieben werden. Die NASA hat Wasserstoff für den Start ihrer Spaceshuttles genutzt.
Deutschland hat vor kurzem angekündigt, dass wasserstoffbetriebene Züge die alten Dieselmaschinen auf einer regionalen Verbindung in Niedersachsen ersetzen werden.
Die Automobilindustrie plant ebenfalls Entwicklungen in diesem Bereich. Während wasserstoffbetriebene Autos bereits in ausgewählten Märkten verfügbar sind, arbeiten LKW-Hersteller auf der ganzen Welt an Elektrofahrzeugen mit Wasserstoff-Brennstoffzellen.
Die Flugzeugindustrie folgt demselben Trend. Mehrere Unternehmen testen kleine bemannte und unbemannte Flugzeuge, die mit Brennstoffzellen ausgerüstet sind. Die London Times berichtete, dass es laut Boeing „unwahrscheinlich sei, dass Wasserstoff-Brennstoffzellen die Motoren von großen Passagierjets antreiben, aber dass sie als Backup oder Hilfsturbinen an Bord verwendet werden könnten“.
Dies sind nur einige wenige Beispiele von Projekten, die aktuell im Verkehrssektor in der Pipeline sind, aber nur die Zeit wird zeigen, ob wasserstoffbetriebene Fahrzeuge einen wesentlichen Marktanteil gewinnen werden. Dies gilt umso mehr, da die Verwendung von Wasserstoff nicht ohne Risiko ist.
Umweltfreundliche Flugzeuge am Horizont
Nicht erst seitdem Flugreisende Kompensationszahlungen leisten, um ihren ökologischen Fußabdruck für die klimaschädlichste Art der Fortbewegung auszugleichen, entwickeln Ingenieure Ideen und Konzepte für umweltfreundliche Flugzeuge der Zukunft. Der Antrieb mittels Wasserstoff oder Batterien rückt zunehmend in den Fokus. Die internationale Normung arbeitet aktiv daran, den Flugverkehr der Zukunft sicher zu gestalten.
Wasserstoff ist eines der leichtesten Elemente auf der Erde, er ist farblos, geruchslos, geschmackslos und hoch brennbar, wodurch er ein großes Brandrisiko darstellt, wenn es zu einem Leck kommt. Bei Wasserstoff ist ein Leck besonders tückisch. Ausgelaufenes Benzin lässt sich am Boden erkennen und wenn es sich entzündet, sieht man die Flammen sofort. Nicht so bei Wasserstoff.
Ein etwaiges Austreten von Wasserstoff ist schwierig zu erkennen, da das Gas sich tendenziell nach oben ausbreitet. Macht das eine Entzündung weniger wahrscheinlich? Nicht unbedingt. Wasserstoff brennt schneller als Benzin und ein einzelner Funke statischer Elektrizität kann ein Feuer verursachen, das eventuell nicht gleich erkennbar ist, da Wasserstoffflammen ebenfalls unsichtbar sind, was zu einer Explosion führt, die Menschenleben kosten und strukturelle Schäden in der unmittelbaren Umgebung anrichten kann.
Arbeiter, die in einer Umgebung arbeiten, in der Wasserstoff vorhanden ist, sehen sich möglicherweise einem weiteren Risiko ausgesetzt, da verdichteter Wasserstoff in Flüssigwasserstofftanks gelagert und transportiert wird. In diesem Zustand ist Wasserstoff extrem kalt. Tritt Wasserstoff aus dem Tank aus und kommt in Kontakt mit der Haut eines Menschen, kann es zu schweren Erfrierungen oder sogar zum Verlust von Extremitäten kommen.
Die Risiken sind begrenzt, wenn ausgebildete Fachleute in Industrieanlagen damit umgehen und es einen begrenzten öffentlichen Zugang sowie entsprechende Ausrüstung gibt. Die neue Wasserstoffwirtschaft kann sich noch viel weitergehende Anwendungen für Wasserstoff vorstellen, was bedeutet, dass noch mehr Menschen, die nicht mit der Arbeit in gefährlichen Bereichen bewandert sind, einem viel höheren Risiko für Unfälle ausgesetzt sind.
Mitgestalten und mitentscheiden
Verfügen Sie über eine technische Expertise und möchten Sie diese einbringen, um die elektrische Sicherheit und Interoperabilität auf Ihrem Fachgebiet weiter voranzubringen und Innovationen zu fördern? Ausgezeichnet, wir freuen uns auf Sie und Ihr Engagement in der Normung!
Hier kann eine Organisation wie IECEx, das IEC-System for Certification to Standards Relating to Equipment for Use in Explosive Atmospheres, die Wasserstoffwirtschaft mit ihrer Expertise unterstützen. Mit mehr als 25 Jahren Erfahrung in der Prüfung, Zertifizierung, Reparatur und Nachrüstung elektrischer und nichtelektrischer Anlagen, einschließlich der Mitarbeiterkompetenz im Zusammenhang mit der Verwendung von Geräten in explosiven (Ex) Atmosphären, die schon immer wasserstoffhaltige Bereiche einschloss, ist sie perfekt darauf vorbereitet, ihre Arbeit auf weitere Bereiche in Verbindung mit der Wasserstoffwirtschaft auszudehnen: Sicherstellung der Sicherheit von Ausrüstung und Mitarbeitern, die in einer Wasserstoff-Umgebung tätig sind.
Im Bewusstsein über die zunehmende Notwendigkeit, die Verwendung von Wasserstoff im Energiesektor zu unterstützen, hat IECEx 2021 eine neue Arbeitsgruppe aus Fachleuten gebildet, WG 19, die von Prof. Dr. Thorsten Arnhold, dem vorherigen Vorsitzenden von IECEx, geleitet wird. WG 19 beschäftigt sich mit der Anwendung von IECEx-Prüfungen und Zertifizierungen nach Normen im Zusammenhang mit der Herstellung, dem Vertrieb und Tanken von Wasserstoff. Sie hat eine enge Verbindung zum technischen Komitee ISO/TC 197 aufgebaut, das sich mit Wasserstofftechnologien beschäftigt. Es wird erwartet, dass diese Zusammenarbeit dazu führt, dass IECEx Zertifikate ausstellen wird, die die Anlagen und Systeme zum Tanken von Wasserstoff betreffen.
Neben den materiellen Gütern, hat IECEx auch das IECEx-System zur Zertifizierung der Mitarbeiterkompetenz zur Beurteilung und Zertifizierung von Personen, die in potenziell gefährlichen Bereichen arbeiten, erweitert, um die Sicherheit von Wasserstoff zu adressieren.
Wasserstoff: Chemischer Winzling mit riesiger Bedeutung für eine erfolgreiche Energiewende
Gerade einmal 0,000000031 mm klein und dennoch mit riesigem Potential – das ist Wasserstoff. Grüner Wasserstoff wird als Energieträger der Zukunft gehandelt, allen voran im Mobilitätssektor. Allerdings ist der Umgang mit Wasserstoff auch nicht ungefährlich. Fachleute engagieren sich daher in der Normung, um die Nutzung von Wasserstoff für unterschiedliche Anwendungsbereiche sicher zu gestalten.
IECEx hat das IECEx Certificate of Personnel Competence (CoPC) entwickelt, um sämtliche Sicherheitsaspekte in explosionsgefährdeten Umgebungen abzudecken und das System für die Zertifizierung von Geräten zu ergänzen. Das CoPC liefert einen unabhängigen Nachweis dafür, dass der Zertifikatsinhaber bzw. die Zertifikatsinhaberin über die erforderliche Qualifikation und Erfahrung für die Arbeit an elektrischen Einrichtungen in explosionsgefährdeten Bereichen verfügt und internationale IEC-Normen für explosionsgefährdete Bereiche umsetzen kann.
Im Sinne des CoPC wird Kompetenz als „die Fähigkeit, Wissen anzuwenden“ definiert und nicht nur als einfache Bewertung von Wissen. Entsprechend beinhaltet die Bewertung von Personen die Beurteilung ihrer Fähigkeit, bestimmte Aufgaben auszuführen, bei denen eine Explosionsgefährdung besteht. Sämtliche Personen, die in Umgebungen mit Wasserstoff arbeiten, würden von der Schulung, Prüfung und Zertifizierung, die das CoPC bietet, in hohem Maße profitieren.
Alle IECEx-Zertifikate liefern einen eindeutigen Nachweis über die Einhaltung internationaler Normen, eine wichtige Absicherung für alle, die für die Sicherheit jener verantwortlich sind, die in solchen Bereichen arbeiten.
Redaktioneller Hinweis:
Der englischsprachige Originalartikel erschien erstmals auf etech.iec.ch in der Ausgabe 04/2022.
Zu finden unter: https://etech.iec.ch/issue/2022-04/safety-and-security-in-hydrogen-environments
Industry befasst sich mit Systemen und Produkten aus dem industriellen Bereich. Zentrales Thema ist beispielsweise zunehmend die Automation, da es in Zukunft verstärkt zu einem intelligenten Austausch zwischen Maschinen und Objekten kommt. Weitere Inhalte zu diesem und anderen industriellen Fachgebieten finden Sie im
