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Mit Metrologie in die Zukunft - Herausforderung Energie

Balgengaszähler und Haushaltsdruckregelgeräte – „H2-ready“?

21.11.2022

Zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit und zur Verringerung des Kohlenstoffdioxid-Ausstoßes liefert die Nutzung und damit u.a. auch die Einspeisung von Wasserstoff in das Erdgasnetz einen zunehmend wichtigen Beitrag. Bezüglich des Haushaltssektors ist im Vorfeld zu klären, ob die in hohen Stückzahlen eingesetzten Zähler geeignet sind, Wasserstoff-Methan-Gemische und reinen Wasserstoff entsprechend der rechtlichen Vorgaben messrichtig zu erfassen.

Zur Vorbereitung einer Umstellung der öffentlichen Gasversorgung auf Wasserstoff wird in geeigneten Netzen eine Wasserstoffeinspeisung von bis zu 20 % Wasserstoff (H2) im Rahmen des DVGW Forschungsprojekts G 202010 erprobt. Eine Weiternutzung der bisher verbauten Balgengaszählern ist für die Pilotprojekte wirtschaftlich von großer Bedeutung, sie kann aber nur bei Einhaltung der Fehlergrenzen erfolgen. Darüber hinaus müssen auch die dem Balgengaszähler vorgeschalteten Haushaltsdruckregler hinsichtlich ihrer Druckregelqualität unabhängig vom Durchfluss und der zu erwartenden Gaszusammensetzung, d.h. dem Wasserstoffanteil geeignet sein.

Im Rahmen der Untersuchungen wurden insgesamt sechs fabrikneue Balgengaszähler unterschiedlicher Hersteller mit zwei Haushaltsdruckregelgeräten verschiedener Hersteller in unterschiedlichen Kombinationen im Durchflussbereich von 40 l/h bis 10 m³/h im Hinblick auf Messrichtigkeit und Regelgüte untersucht. Da Balgengaszäher im Herstellungsprozess mit Luft kalibriert werden, wurden die Prüflinge auch mit Luft, Stickstoff und reinem Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas kalibriert. Die Ergebnisse zeigen, dass im gesamten Durchflussbereich die Fehlergrenzen der Balgengaszähler von ± 1,5 % im oberen bzw. ± 3 % im unteren Durchflussbereich (entsprechend der DIN EN 1359) bei Beaufschlagung sowohl mit reinem Wasserstoff als auch mit 20 % bzw. 30 % Wasserstoffanteil (Stoffmengenanteil) in Methan eingehalten werden und hierbei keine systematischen Einflüsse beobachtet wurden. Eine Justierung der Zähler beim Herstellungsprozess kann weiterhin mit Luft erfolgen. Bei den Haushaltsdruckregelgeräten wurde ebenfalls festgestellt, dass das Regelverhalten über den gesamten Durchflussbereich gasartenunabhängig ist. 

 

Abbildung 1: Prüfaufbau zur Bestimmung der Messabweichungen von Balgengaszählern und der Regelgüte von Haushaltsdruckreglern mit verschieden Gasen und Gasgemischen

 

Die Projektergebnisse sind ein wichtiger Beitrag für die vom DVGW verfolgte Initiative zur Ertüchtigung des Erdgasnetzes für die Einspeisung von Wasserstoff, die die Eignung der Mess- und Regelegeräte bei Verwendung mit Wasserstoff-Erdgasgemischen beinhaltet. Die erarbeiteten Ergebnisse und Erfahrungen gehen in eine Folgeprojekt ein, welche im Netz verbaute Gewerbezähler in ähnlicher Weise prüft.

 

Literatur:

[1] Projektwebseite zu DVGW Forschungsprojekt G 202010 Opens external link in new windowLink 

 

Ansprechpartner:

Matthias Weyhe, FB 1.4, E-Mail: Opens local program for sending emailmatthias.weyhe(at)ptb.de

Rainer Kramer, FB 1.4

Hans-Benjamin Böckler, FB 1.4