Logo PTB

Fluide Energieträger

Chemischen Speicherung von überschüssigem Strom

Die PTB ist aktiv im Bereich der Metrologie für fluide Energieträger, u.a. im Kontext der chemischen Speicherung von überschüssigem Strom durch Wasserstofferzeugung („Power-to-gas“) und der Biokraftstoffe sowie bspw. bei der Konformitätsbewertung von Gaszählern für H2-Tankstellen und Biogasmessanlagen:

  • Metrologische Begleitung der Wertschöpfungsketten Rohstoff zu fluiden Energieträgern („Biokraftstoffe“) und elektrische Energie zu fluiden Energieträgern („Power-to-gas“, „Power-to-Liquid“) bis zur Verbrennung („Gas-to-Power“, „Liquid-to-Power“).
  • Sicherstellung der Messrichtigkeit bei der Messung des Energieinhaltes von Gasen und Flüssigkeiten für das gesetzliche Messwesen.
  • Sicherstellung der Messrichtigkeit bei der Messung des Volumens von Flüssigkraftstoffen für das gesetzliche Messwesen.
  • Entwicklung von Analysenverfahren für alternative Brenngasgemische.
  • Materialdaten für die Prozessoptimierung bei Herstellung, Verteilung und Verbrauch.
  • Daten zur Optimierung von Verbrennungsprozessen
  • Daten als Beitrag zur Schaffung einer neuen ISO-Norm für die Methanzahl als Kennzahl für verflüssigtes Erdgas (LNG)
  • Mitwirkung im DVGW zur Bestimmung des Abrechnungsbrennwertes bei Einspeisung von H2 in deutsche Gasnetze

Messverfahren:

  • Flüssigkeitsdichte und -viskosität als Transportparameter sowohl zur korrekten Mengenabrechnung als auch zur Prozesskontrolle. Verfahren sind mittlerweile etabliert und werden routinemäßig angewendet.
  • Direkte Bestimmung der Wärmekapazität von flüssigen Wärmeträgern für den Einsatz in Kraftwerken, Solarthermieanlagen, Wärmepumpen, Kälteanlagen mittels Differenzkalorimetrie.
  • Untersuchung von Verbrennungsprozessen von fluiden Energieträgern auf molekularer Ebene (Reaktionskinetik) zur Optimierung der Verbrennungseigenschaften eines Kraftstoffes/Kraftstoffgemisches und Reduktion von Schadstoffemissionen wie NOx, Ruß, Aldehyden.
  • Zertifizierung von Referenzgasgemischen hinsichtlich der Stoffmengenanteile aller Brenngaskomponenten (einschließlich Wasserstoff), des Brennwertes und der Normdichte zur Kalibrierung von Prozessgaschromatographen und anderen Gasbeschaffenheits- und Brennwertmessgeräten im gesetzlichen Messwesen.

Meilensteine bis Mitte 2018:

  • Messung des Energiegehaltes von fluiden Energieträgern (Brennwertmessung) mit Gaskalorimetrie und Bombenkalorimetrie (für flüssige und feste Energieträger). Gaskalorimetrie etabliert für Standard-Kohlenwasserstoff-Gemische (Erdgase). Erweiterung auf Gemische mit Stickstoff und/oder Kohlendioxid wird zurzeit durchgeführt, mit Wasserstoff in Vorbereitung.
  • Bombenkalorimetrie im Aufbau, Fertigstellung der Messapparatur bis Mitte 2018, der Rückführung bis Ende 2020 geplant.
  • Aufbau einer umfassenden instrumentellen Analytik zur Messung wichtiger Reaktionsgrößen und Schadstoffkonzentrationen bei der Verbrennung unter unterschiedlichen Bedingungen; Fertigstellung bis 2020.
  • Überarbeitung der OIML R139 für Wasserstofftankstellen bis Ende 2018.
  • Erarbeitung einer einheitlichen Konformitätsbewertung von Wasserstofftankstellen mit LNE und AirLiquid, ein europäisches Projekt steht vor der Verabschiedung, kick off Ende 2017.