Sicherheitskonzepte für Wasserstoffanwendungen

Der Anteil der erneuerbaren Energien wird sich in den nächsten Jahren deutlich zu erhöhen. Aufgrund der Unbeständigkeit einiger dieser Energien werden effiziente Energiespeicher- und -trägertechnologien der Schlüssel zur Gewährleistung einer stabilen und zuverlässigen Energieversorgung in der postfossilen Zeit sein. Wasserstoff wird dabei eine sehr wichtige Rolle spielen.

Im Gegensatz zu den bestehenden Produktionsanlagen für Wasserstoff, müssen wir uns einer neuen sicherheitstechnischen Situation bewusst sein. Im Gegensatz zu chemischen und petrochemischen Anlagen wie Raffinerien, bei denen der Zugang der Öffentlichkeit beschränkt ist und der Betrieb von Spezialisten und Fachleuten kontrolliert wird, wird die neue "Wasserstoffwirtschaft" weit verbreitet sein – mit vielen potenziellen öffentlichen Kontaktpunkten und entsprechenden Gefahren. Daher sind neue Sicherheitskonzepte und spezielle Schulungsprogramme für Personen erforderlich, die mit Wasserstoffanwendungen in Berührung kommen. Die Konformitätsbewertung kann dazu beitragen, solche Elemente einer neuen Sicherheitskultur schnell und effizient zu etablieren.

In Beitrag „Normen beim Aufbau einer sicheren und zuverlässigen Wasserstoffinfrastruktur“ habe ich bereits über die Bemühungen der internationalen Normungsorganisationen und der Konformitätsbewertungssysteme in dieser sehr wichtigen Angelegenheit berichtet. Heute möchte ich die jüngsten Erfolge erläutern. Die erste Sitzung der neuen IECEx-Arbeitsgruppe 19: Wasserstoff fand Ende Oktober 2021 online statt. Die folgenden potenziellen Fälle wurden diskutiert:

IECEx Equipment Scheme:

• Für Produkte, die in Wasserstoffanwendungen eingesetzt werden, gibt es viele IIC - Zertifikate. Für potenzielle Neukunden sollten geeignete Marketingbotschaften zur Erläuterung der Bedeutung von IIC entwickelt werden.
• Es besteht eine große Wissenslücke in Bezug auf den nicht-elektrischen Explosionsschutz und die besonderen Gefahren von Wasserstoff. Die Explosionsgruppe IIC umfasst nur die Explosionsschutztechniken druckfest "d" und Eigensicherheit "i". Die Methode in ISO 80079 - 36 ist die "Sicherheit durch Konstruktion". Hier werden Lösungen benötigt, um Zündquellen mit sehr geringen Energien zu vermeiden, wenn die Geräte mit Wasserstoff/Luft-Gemischen in Kontakt kommen. Mechanische Lichtbögen, elektrostatische Entladungen, katalytische Oberflächenreaktionen (chemische Zündquellen) müssen sorgfältig berücksichtigt werden. Unter dem Deckmantel der IEC 60079-46: Baugruppen und des Risikobewertungsverfahrens in IEC 80079-36 könnte ein spezielles Programm für Baugruppen wie Kompressoren, die für den Einsatz in Wasserstoffanwendungen vorgesehen sind, eingerichtet werden.
• Das gut etablierte IECEx Certified Equipment Scheme könnte als Grundlage für ein Zertifizierungsprogramm für komplette Elektrolyseure unter Bezugnahme auf die ISO 22734 und Brennstoffzellensysteme unter Bezugnahme auf IEC 62282-3 und -5 verwendet werden.

Service Facility Scheme:

• Dienstleister, die für und in wasserstoffexplosionsgefährdeten Bereichen arbeiten, müssen kompetent sein in Bezug auf die besonderen Eigenschaften dieses Gases - wie die sehr niedrige Zündenergie, die fast unsichtbare Verbrennungsflamme, die geringe Dichte usw. Das IECEx Certified Services Scheme kann genutzt werden, um maßgeschneiderte Zertifizierungsprogramme zu entwickeln für:
  • Installationsunternehmen
  • Ingenieur- und Planungsunternehmen einschließlich Zoneneinteilung
  • Anbieter von Inspektion und Wartung

Ein spezieller Hinweis könnte auf die ISO-Normen 19880 oder ISO TS15916 gegeben werden.

Personal Competency Scheme:

• Es könnten neue Kompetenzeinheiten für die Konstruktion, Herstellung und Prüfung von Maschinen und Baugruppen für den Einsatz in und für das in Wasserstoffanlagen tätige Personal sowie für Experten, die für Dienstleister tätig sind, entwickelt werden.
• Ein spezielles Wasserstoff-Ausbildungsprogramm für Recognized Training Providers (RTP) Programm wäre sehr hilfreich.

Diese Sammlung von Ideen ist nicht vollständig. In einem ersten Schritt, um eine solche spezielle Wasserstoff-Kampagne für IECEx zu starten, wurden alle Zertifizierungsstellen gebeten, einen speziellen Fragebogen auszufüllen, der vom IECEx-Büro veröffentlicht wurde.

Sehr wichtig für die weitere Arbeit ist eine enge Beziehung zu den Normungsgremien. Im November 2021 fanden zwei Treffen der Vertreter von IEC TC 31, ISO TC 197 und IECEx statt. In einer offenen und freundlichen Atmosphäre vereinbarten die Teilnehmer eine enge Zusammenarbeit, um geeignete Programme und Konzepte für die Wasserstoffwirtschaft zu entwickeln.