Hydrogen generation at gas distribution stations

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Derzeit hat die Welt einen Trend zur Dekarbonisierung eingeschlagen, und Wasserstoffenergie wird als einer der wichtigsten Wege zur Erreichung der Klimaneutralität angesehen. Einigen Schätzungen zufolge könnte der Wasserstoffanteil in der Energiebilanz bis 2050 deutlich steigen. Da das Interesse an Wasserstoffenergie erst seit relativ kurzer Zeit besteht, gibt es keine fertigen Lösungen für die Wasserstofferzeugung an Gasverteilstationen. In der Natur kommt Wasserstoff praktisch nicht in seiner reinen Form vor und wird durch chemische Reaktionen aus anderen Verbindungen extrahiert. Daher ist es für die Wasserstoffproduktion im industriellen Maßstab notwendig, nach zusätzlichen Energiekapazitäten zu suchen. Eine dieser Quellen ist die Energie des Gases, das bei der Reduzierung an Gasverteilungsstationen verloren geht. Gastransport über große Entfernungen erfordert einen hohen Druck, der reduziert werden muss, bevor das Gas zu den Kunden gefördert wird. Dieser Druckabbau findet an Erdgas-Druckreduzierstationen statt, wo der Gasdruck durch Nutzung von Gasströmungsenergie zur Überwindung lokaler Widerstände, dargestellt durch ein Drosselventil, verringert wird. Diese Druckenergie kann wiederverwendet werden, aber es ist schwierig, sie an kleinen Druckreduzierstationen umzusetzen, da die Werte der Instabilität signifikant ansteigen, wenn sich das Gas Verbrauchern nähert, während Gasdurchflussrate und Druck abnehmen. Diese Arbeit schlägt die Installation von Expander-Generator-Einheiten vor, die auf volumetrischen Expandern basieren, an kleinen Druckreduzierstationen. Es wurde ein Experiment durchgeführt, um gasdynamische Prozesse zu untersuchen, die in Expander-Generator-Einheiten ablaufen. Das System zeigte einen stabilen Betrieb unter instationären Bedingungen und die Machbarkeit der Verwendung eines Expander-Generator-Reglers als primärer Regler für eine kleine Erdgasdruckreduzierungsstation wurde bestätigt. Arbeitszweck - Entwicklung eines Konzepts zur Erzeugung von "grünem" Wasserstoff auf Basis einer Gasverteilstation unter Nutzung der Energie des Gasdrucks.

Details

Titel in ÜbersetzungWasserstofferzeugung an Gasverteilstationen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationMSc
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung20 Okt. 2023
DOIs
StatusVeröffentlicht - 2023