Plattform für Wasser, Gas und Wärme
Wasserstoff gilt als wichtiger Bestandteil eines zukünftigen klimaneutralen Energiesystems. Während in den vergangenen Jahren vor allem Anwendungen in Industrie und Mobilität im Vordergrund standen, wächst zunehmend das Interesse an Wasserstoffsystemen im Gebäudebereich.
Treiber dieser Entwicklung sind unter anderem Photovoltaikanlagen, die während der Sommermonate grosse Mengen erneuerbarer Energie erzeugen. Ein Teil dieser Energie kann direkt genutzt oder in Batteriesystemen gespeichert werden. Für die langfristige und saisonale Speicherung bieten sich Wasserstoffsysteme an. Mittels Elektrolyse wird Wasserstoff erzeugt, gespeichert und bei Bedarf über Brennstoffzellen wieder in elektrische Energie umgewandelt (Fig. 1). Der Wasserstoff kann beliebig lange speichert werden und bei Bedarf, z. B. in den Wintermonaten, für die Rückverstromung wieder zur Verfügung gestellt werden. Mit dem Betrieb eines solchen Systems kann eine hohe bis vollständige Autarkie hinsichtlich der Energieversorgung des Gebäudes erreicht werden. Eine Vielzahl an Gebäuden mit nahezu autarker Wärme-, Warmwasser und Stromversorgung vermag zu einer erheblichen Entlastung der Stromwirtschaft führen.
Im Rahmen eines vom Bundesamt für Energie unterstützten Projekts wurden deshalb die Rahmenbedingungen für Wasserstoffsysteme in Gebäuden untersucht. Die Arbeiten zeigten: Am Markt sind zunehmend entsprechende Systeme verfügbar, während technische Vollzugshilfen für Planung, Installation und Betrieb kaum existierten.
Diese bieden Erkenntnisse bildeten die Grundlage fĂĽr die Erarbeitung des SVGW-Merkblatts H10001.
Das Merkblatt wurde durch eine interdisziplinäre Arbeitsgruppe unter Leitung des SVGW erarbeitet. Beteiligt waren Fachpersonen aus den Bereichen Gastechnik, Brandschutz, Explosionsschutz, Lüftungstechnik, Sensorik, Druckgeräte, Risikobewertung sowie Hersteller von Wasserstoffanlagen und Komponenten.
Ziel war es, ein praxisnahes und gleichzeitig technologieoffenes Regelwerk zu schaffen. Die Inhalte wurden zudem mit den zuständigen Behörden abgestimmt und im Rahmen einer Vernehmlassung überprüft.
Das Merkblatt versteht sich nicht als Produktnorm für einzelne Anlagenkomponenten. Vielmehr definiert es die Anforderungen für die sichere Integration von Wasserstoffanlagen in Gebäuden und Grundstücken.
Das Merkblatt H10 001 regelt die Planung, Errichtung, Änderung, den Betrieb sowie die Instandhaltung von:
Ein wesentlicher Grundsatz besteht darin, Wasserstoffanlagen als Gesamtsystem zu betrachten. Elektrolyseur, Speicher, Leitungsinstallation, Sicherheitseinrichtungen und Brennstoffzellen mĂĽssen technisch aufeinander abgestimmt sein. Eine Zusammenstellung einzelner Systemkomponenten zu einem individuellen Gesamtsystem vor Ort ist vom Merkblatt allerdings nicht abgedeckt.
Â
Die unterschiedlichen Installationsvarianten sind im Merkblatt systematisch dargestellt (Fig. 2). Es können unter Einhaltung der Vorgaben einzelne Systemkomponenten im Gebäude untergebracht werden – Druckspeicher sind jedoch grundsätzlich aussen aufzustellen. Im Idealfall wird das gesamte wasserstoffführende System ausserhalb des Gebäudes aufgestellt und nur energetisch mit dem Gebäue gekoppelt.
Die besonderen Eigenschaften von Wasserstoff prägen zahlreiche Anforderungen des Merkblatts. So kommt aufgrund seiner hohen Diffusionsfähigkeit und geringen Zündenergie der Vermeidung von Leckagen sowie der sicheren Abführung möglicher Gasaustritte besondere Bedeutung zu. Entsprechend werden Anforderungen an Aufstellungsräume, Lüftung, Explosionsschutz, Gaswarnanlagen und Sicherheitsabstände definiert.
Darüber hinaus enthält das Merkblatt Vorgaben für Rohrleitungen, Verbindungen und Armaturen. Leitungen sollen möglichst direkt geführt werden, die Anzahl an Verbindungen ist auf das notwendige Minimum zu beschränken. Unbelüftete Schächte oder Hohlräume sind für Wasserstoffleitungen grundsätzlich nicht zulässig.
Auch die Speicherung von Wasserstoff wird behandelt. Druckspeicher sind grundsätzlich ausserhalb von Gebäuden aufzustellen. Anforderungen an Sicherheitsabstände, Brandschutz sowie die Druckgerätegesetzgebung sind dabei zu berücksichtigen.
Neben technischen Anforderungen beschreibt das Merkblatt auch den Weg für das Bewilligungsverfahren. Hierzu gehören insbesondere Anlagenbeschreibungen, Verfahrensschemata, Sicherheitskonzepte, Explosionsschutzkonzepte sowie gegebenenfalls ergänzende Risikobetrachtungen.
Dadurch erhalten Planer, Betreiber und Behörden erstmals eine gemeinsame Grundlage für die Beurteilung von Wasserstoffprojekten. Dies erhöht die Planungssicherheit und erleichtert die Umsetzung zukünftiger Anlagen.
Mit der Veröffentlichung des Merkblatts H10 001 wird eine bisher bestehende Lücke im Schweizer Regelwerk geschlossen. Gleichzeitig stellt das Merkblatt einen Ausgangspunkt für die weitere Entwicklung dar.
Die Zahl realisierter Wasserstoffanlagen im Gebäudebereich ist heute noch überschaubar. Mit zunehmender Praxiserfahrung werden jedoch neue Erkenntnisse gewonnen werden, die in zukünftige Revisionen einfliessen können.
Das Merkblatt ist deshalb bewusst als lebendes Dokument angelegt. Es soll den sicheren Markthochlauf von Wasserstoff-anwendungen unterstützen und gleichzeitig genügend Flexibilität für technologische Weiterentwicklungen bieten.
 |
Das Merkblatt H10 001 ist in deutscher und französischer Sprache im SVGW-Shop kostenlos zum Download verfügbar. Erforderlich ist lediglich ein SVGW-Login. Interessenten ohne Login müssen sich erst registrieren. |
«AQUA & GAS» gibt es auch als E-Paper. Abonnenten, SVGW- und/oder VSA-Mitglieder haben Zugang zu allen Ausgaben von A&G.
Den «Wasserspiegel» gibt es auch als E-Paper. Im SVGW-Shop sind sämtliche bisher erschienenen Ausgaben frei zugänglich.
Kommentare (0)