Explosionsschutz als Fundament einer sicheren Wasserstoffwirtschaft

Wasserstoff ist kein neues Medium im Explosionsschutz – aber er erhält neue Rollen. Während der Umgang mit Wasserstoff in industriellen Prozessen insbesondere der Chemie oder Düngermittelherstellung seit Jahrzehnten durch bewährte technische Regeln und Normen abgesichert ist, bringt der geplante Markthochlauf der Wasserstoffwirtschaft die Funktion als Energieträger bzw. -speicher mit sich. Durch den breiten Einsatz in zahlreichen Bereichen entstehen Herausforderungen. Denn Wasserstoff soll künftig nicht nur in abgeschlossenen Industrieumgebungen, sondern auch in öffentlichen und teilöffentlichen Bereichen zum Einsatz kommen – etwa an Tankstellen, in Gebäuden oder in der Energieversorgung.

Die Arbeitsgruppe Explosionsschutz der Normungsroadmap Wasserstofftechnologien hat untersucht, inwieweit das bestehende Regelwerk diese neuen Anwendungen abdeckt und wo Handlungsbedarf besteht.

Das bestehende technische Regelwerk für den industriellen Umgang mit gasförmigem Wasserstoff unter atmosphärischen Bedingungen ist weitgehend vollständig. Nationale und internationale Normen definieren Anforderungen an Zündschutzarten, Installation, Wartung und Betrieb explosionsgefährdeter Anlagen. Diese Regeln sind über viele Jahrzehnte gewachsen und bilden eine robuste Grundlage für den sicheren Betrieb.

Mit der Ausweitung der Wasserstoffnutzung auf öffentliche und neue industrielle Anwendungsfelder (z. B. Wärmeerzeugung, Betankungsanlagen oder Energiespeicherung) entstehen jedoch neue sicherheitstechnische Fragestellungen. Hinzu kommen besondere Betriebsbedingungen wie hohe Drücke oder tiefe Temperaturen, etwa bei kryogenem Wasserstoff, die bisher nur teilweise normativ abgedeckt sind.

Obwohl die Normung im Explosionsschutz grundsätzlich sehr weit fortgeschritten ist, bestehen gezielte Regelungslücken:

• Die ATEX-Richtlinie 2014/34/EU sowie die zugehörigen harmonisierten Normen decken vorrangig nur atmosphärische Bedingungen ab.
• Für nicht-atmosphärische Bedingungen, kryogene Anwendungen und Hochdrucksysteme fehlen bisher Vorgaben.
• Neue Technologien wie Hochtemperatur-Elektrolyseure (SOE) sind noch nicht normativ geregelt.
• Teilweise bestehen Diskrepanzen zwischen technischen Regeln und europäischen Richtlinien, was zu Unsicherheiten bei der Anwendung führt.
• Für einige typische Baugruppen wie Wasserstoffabgabeeinrichtungen oder Kompressoren existieren keine einheitlichen Produktanforderungen, was den Markthochlauf bremst.

Darüber hinaus ergeben sich neue Sicherheitsfragen durch den Übergang von industriellen zu öffentlichen Anwendungen: Wenn Anlagen in räumlicher Nähe zu Personen betrieben werden, die keine Explosionsschutz-Expertise besitzen, steigen die Anforderungen an klare, einfach anwendbare Regelwerke.

Um künftige Normen auf eine solide wissenschaftliche Basis zu stellen, identifizierte die Arbeitsgruppe mehrere pränormative Forschungsbedarfe, insbesondere zu:

• Zündquellen durch elektrostatische Aufladung, katalytische Oberflächen oder Schockzündungen,
• kryogenem Wasserstoff, etwa bei der Freisetzung oder beim Kontakt mit Sauerstoff,
• konstruktiven Schutzmaßnahmen (z. B. Flammensperren für Wasserstoff-Sauerstoff-Gemische),
• druckfester Bauweise zur Beherrschung von Detonationen im Inneren von Anlagen.

Parallel laufen auf ISO-Ebene bereits mehrere Normungsprojekte, die diese Erkenntnisse aufnehmen sollen. Eine wesentliche Aufgabe bleibt die internationale Angleichung von Dichtheitsanforderungen für Wasserstoffanlagen, um weltweit einheitliche Sicherheitsstandards zu gewährleisten.

Neben technischen Standards betonte die Arbeitsgruppe den Bedarf nach einer normativen und regulatorischen Beschreibung der Fachkompetenzen für alle, die mit Planung, Bau, Betrieb und Wartung von Wasserstoffanlagen befasst sind. Ein sicherer Umgang mit Wasserstoff setzt geschultes Personal voraus – insbesondere, wenn sich Anwendungen zunehmend außerhalb klassischer Industrieumgebungen bewegen.

Im Bereich des Explosionsschutzes steht Wasserstoff auf einem stabilen Fundament: Die bestehenden technischen Regeln sind umfassend und gut abgestimmt. Doch die Transformation zur Energieanwendung bringt neue Rahmenbedingungen mit sich.

Notwendig sind:

• Aktualisierte Normen für kryogene und Hochdruck-Anwendungen,
• Einheitliche Produktvorgaben für Wasserstoffanlagen,
• Harmonisierung internationaler Regelwerke,
• Präzise Qualifikationsanforderungen für Fachpersonal,
• sowie eine bessere Strukturierung und Konsolidierung der zahlreichen Normen und Richtlinien, um Widersprüche und Überschneidungen zu vermeiden.

Die Zukunft des Explosionsschutzes liegt damit in der Verknüpfung von Erfahrung, Forschung und Harmonisierung – national, europäisch und international. Nur durch ein konsistentes und zugängliches Regelwerk lässt sich gewährleisten, dass Wasserstofftechnologien sicher, effizient und gesellschaftlich akzeptiert in unser Energiesystem integriert werden.