Wasserstoff-Befüllstationen

Auch Wasserstoffzüge müssen betankt werden. Welche Herausforderungen damit einhergehen und wie die verlässlichen INTEC Kugelhähne von KLINGER Schöneberg diesen gewachsen sind.

In Deutschland, genauer gesagt in Hessen, ist der weltgrößte Wasserstoffzug unterwegs – und das seit dem Jahr 2022, was als Meilenstein im nachhaltigen Transportwesen gilt. Wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen sind die umweltfreundliche Alternative zu traditionellen Dieselmotoren, weil sie ausschließlich Dampf und Wasser ausstoßen. Der Wasserstoffzug beschleunigt auf bis zu 140 km/h und zieht dabei Waggons mit jeweils 160 Sitzplätzen. Das Mitführen des Wasserstoffs und die Speicherung bringen allerdings ganz spezielle Anforderungen mit sich – unter anderem an die Verlässlichkeit und Sicherheit der technischen Infrastruktur, die es für die Nutzung von Wasserstoff braucht.

Startpunkt: Der Industriepark Höchst in Hessen. Copyright: 2021 Infraserv GmbH & Co. Höchst KG

In drei Schritten zur Befüllstation

Für die Umsetzung des Leuchtturmprojekts für Wasserstoffzug-Befüllstationen wurden hochqualitative und langlebige Absperrarmaturen benötigt, um einen sicheren wie effizienten Ablauf des dreistufigen Prozesses zu gewährleisten:

1. Die benötigten Mengen an Wasserstoff stammen aus Nebenprodukten verschiedener chemischer Prozesse und zusätzlich aus Elektrolyse-Verfahren.
2. Der Wasserstoff wird daraufhin in einem Pipelinenetz verteilt und entweder gespeichert oder für die Betankung genutzt.
3. Mittels Kompressoren wird der Wasserstoff auf einen hohen Betriebsdruck gebracht, um so effizient für den Einsatz in Brennstoffzellen oder Verbrennungsmotoren gespeichert zu werden.

Ein voll gefüllter Wasserstofftank reicht für die Brennstoffzelle aus, um eine Distanz von 1.000 km zurückzulegen.
Copyright: ALSTOM SA 2021, Christoph Busse, Coradia iLintTM

Die Bedeutung von Kugelhähnen

Bei der Betankung eines Brennstoffzellenzugs mit Wasserstoff spielen Kugelhähne als kritische Komponente eine gewichtige Rolle. Die Speicherung von Wasserstoff erfordert einen hohen Betriebsdruck, der mit dem Einsatz von Kompressoren erreicht wird. Kugelhähne sorgen dafür, dass der Wasserstoff am Verdichter-Eingang mit einem Ansaugdruck von 7 bar über eine Kompressor-Kombination auf 500 bar verdichtet wird. Der korrekte Umgang mit Wasserstoff setzt den Einsatz von Armaturen mit hoher Qualität voraus, die ihre Effektivität bereits im Einsatz unter Beweis gestellt haben.

Der INTEC K200-S-FS von KLINGER Schöneberg ist ein zweiteiliger Kugelhahn mit Flanschen gemäß EN 1092.

Armaturen für Wasserstoff-Befüllstationen

Für diese Anforderungen sind die INTEC Kugelhähne von KLINGER Schöneberg unverzichtbar: Sie verfügen über außergewöhnliche Materialqualität, hohe Sicherheit und Dichtigkeit nach außen. Bei der Betankung des Wasserstoffzugs steht daher unter anderem der INTEC K200-S-FS Kugelhahn von KLINGER Schöneberg im Einsatz.

Der Einsatz von verlässlichen, hochqualitativen Absperrarmaturen aus der INTEC-Serie garantiert den sicheren und effizienten Umgang mit Wasserstoff. Dank der fortschreitenden technischen Entwicklung und dem wachsenden Bedarf an umweltfreundlichen Transportwegen wird die Bedeutung von verlässlichen und sicheren Komponenten für Wasserstoff-Anwendungen weiter zunehmen.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

• Welche Typen von Armaturen werden im Prozess der Wasserstoffbetankung eingesetzt?
  INTEC Kugelhähne von KLINGER Schöneberg mit außergewöhnlicher Materialqualität, Sicherheit und Dichtigkeit nach außen werden in einem Leuchtturmprojekt zur Wasserstoff-Betankung eines Triebfahrzeuges mit Brennstoffzellen eingesetzt. Eines der installierten Produkte ist der INTEC K200-S-FS Kugelhahn von KLINGER Schöneberg.
• Wie funktionieren Triebfahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb?
  Brennstoffzellen-Triebfahrzeuge sind lokal emissionsfreie Züge mit einem Wasserstofftank und einer Brennstoffzelle, die sich am Dach befinden. Die Brennstoffzelle wandelt den Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Luft zu Wasser um und erzeugt dabei Energie. Diese wird in mitgeführten Lithium-Batterien gespeichert, die wiederum einen Elektromotor antreiben. Statt CO2 und anderen Abgasen stößt der Zug dabei nur Wasserdampf aus. Der Zug führt außerdem weitere Batterien mit, die die an Bord erzeugte elektrische Energie speichern und auch die Bremsenergie des Zuges aufnehmen – dieser Vorgang ist als Rekuperation bekannt. Züge wie diese können mit einem vollen Wasserstofftank bis zu 1.000 Kilometer weit fahren und erreichen dabei Geschwindigkeiten von bis zu 140 Kilometer pro Stunde. Die Wasserstofftanks auf den Triebwägen bestehen aus zwei Behältern mit einer Kapazität von jeweils rund 130 Kilogramm und einem Nenndruck von 350 bar.