Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWMSalzkavernen bieten hervorragende Voraussetzungen, um sehr große Mengen an Grünem Wasserstoff aus fluktuierenden erneuerbaren Energien zu speichern. Im Rahmen des grundlagenorientierten Verbundprojektes H2-UGS wurde eine standardisierte und übertragbare Methodologie zur zukünftigen Errichtung und Umrüstung von Salzkavernen für die Wasserstoffspeicherung entwickelt.
H2-UGS: Begleitforschung zur Eignung von Salzkavernen-Untergrundgasspeichern zur geologischen Speicherung von Wasserstoff aus fluktuierenden, regenerativen Quellen
Abgeschlossenes Forschungsprojekt
Projektbeschreibung
Ziel des Verbundhabens H2-UGS war, die Voraussetzungen für einen sicheren Speicherbetrieb zu schaffen und eine Methodologie für die genehmigungsrechtlichen Fragestellungen der Speicherintegrität von Wasserstoffkavernen zu entwickeln. Adressiert wurden dabei die Themen Degradationssicherheit, Geomechanik, Mikrobiologie, Gasvermischung sowie Anlagendesign.
Teilvorhaben Fraunhofer IWM: Degradationssicherheit von Stahlwerkstoffen
Stähle können einer Wasserstoffversprödung unterliegen, die sich in einer Minderung verschiedener Werkstoffeigenschaften äußert. Daher kommt der Auswahl eines geeigneten Stahlwerkstoffes für den Einsatz in untertägigen Wasserstoffspeichern eine besondere Bedeutung zu. Normen und konkrete Regeln für die Auswahl von Werkstoffen bei der Untergrundspeicherung existieren für Wasserstoff derzeit nicht. Das Fraunhofer IWM untersucht Belastungsgrenzen der Kavernenverrohrung und deren Schweißnähte. Schweißnahtbereiche können durch Gefügeänderungen sowie entstehende Schweißeigenspannungen anfälliger für wasserstoffinduzierte Schädigungen als der Grundwerkstoff sein. Mit dem Verbundvorhaben H2-UGS wurden zusammen mit dem Projektpartner SZMF Untersuchungskonzepte zur Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen für den Einsatz in Wasserstoff und unter Sauergasbedingungen entwickelt, die sich durch mikrobielle Vorgänge in den Kavernen ergeben.
Transfer der Projektergebnisse in FuE-Leistungen des Fraunhofer IWM
- Bestimmung quasi-statischer Versagens- und zyklischer Ermüdungsgrenzen verschiedener Rohrbereiche (Grundwerkstoff, Schweißgut, Wärmeeinflusszone) mit experimentellen und rechnerischen Untersuchungen, da bestimmte relevante Größen in der Schweißnaht nur mit enorm hohem Aufwand experimentell ermittelt werden können
- Berechnung der zu erwartenden Änderungen der Belastungsgrenzen der Schweißnähte im Betrieb der Kavernensteigrohre aufbauend auf Kennwerten der spezifischen Kaverne, wie Druck, Temperatur, Ein- und Ausspeicherraten
Förderhinweis
