Power to Gas Metrologie

Dr. Klaus Steiner, E.ON New Build & Technology GmbH smart energy 2.0, Essen, d. 29.4.2013

Über 200 Jahre beschäftigt sich das Gasfach mit den gleichen Bestandteilen in Brenngasen

1817:Bestimmung der Gasbestandteile durch PrechtlH2

, CO, CO2

, CH4

und Elayl

(Aethylen)

Quelle: J. Körting, Geschichte der deutschen Gasindustrie, Vulkan 1962

2013: Gasbeschaffenheiten gereinigter Brenngase -

neue Gasquellen und Erzeugungsverfahren führen zu einer Renaissance von Wasserstoffanteilen in Brenngasen

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Kokereigas

Stadtgase

Braunkohlegas

PtG H2

Holzgase

SNG

Flözgase/GrubengaseBioerdgasBioerdgas + LPG

LNG leicht

LNG schwer

L Holland

H Russland

H Nordsee

H Dänemark

H2CH4CnHmCOCO2O2N2Rest

H2 CH4

CH4BIO

SNGSYNTHESE

BIO

CH4

CH4

CH4BIO

CO2

Bio-masse

H2

CH4

H 2

Power to Gas (PtG) -

Wandlung von Windstrom in Wasserstoff und Einspeisung in die Erdgasinfrastrukur; Speicherung des Windstroms im Erdgasnetz

-

Methanisierung

des regenerativen Wasserstoffes zu SNG -

Energieanlagen im Sinne des Energiewirtschaftsgesetzes

E.ON TechnikumFalkenhagen

Power to Gas: Prozess-

und eichpflichtige Gasmesstechnik -

unterschiedliche Betreiber & Akteure transportieren & handeln gasförmiges Wertgut

-

hoher Bedarf an unterschiedlich zeitlich aufgelösten Messdaten zur Steuerung der Prozesse & Abrechnung (integere und authentische Time of Use

& Echtzeit Daten)

-

Informationen zu mengengesteuerten Energieflüssen & -Flussrichtungen sowie Energie-/Gasprodukten

-

hochgradige Vernetzung der Messinfrastruktur mit Kunden & nachgelagerten

Prozessen

H2 CH4

CH4BIO

SNGSYNTHESE

BIO

CH4

CH4

CH4BIO

Bio-masse

H2

CH4

H 2

H2

CO2

H2

H2

SNG

H2 inErdgas

H2 inErdgas

H2

Gasbeschaffenheit

ElektrolyseMesstechnik-

gruppe

Druckstufen-trennung

SAE Verdichter-gruppe

Messtechnik-gruppe

Messtechnik-gruppe

NetzanschlussH2

-Pipeline

Handelsübliche und für Brenngase zugelassene Gaszähler der Erdgasbranche werden

für die volumetrische

Messung von elektrolytisch erzeugtem H2

eingesetzt.

Aus Prozessgründen wird die Konzentration der Gasbegleitstoffe überwacht.

Gasbegleitstoffe mit einer Gesamtkonzentration < 0,2 mol% müssen nicht eichpflichtig

gemessen werden.

Für die Gasbeschaffenheit ist reiner Wasserstoff als Festwert vorzugeben.

Der Brennwert ist in der ISO 6976 festgelegt.

Die Volumenumwertung kann mit Zustandsmengenumwertern

nach dem AGA-8-Verfahren

für die K-Zahl durchgeführt werden DVGW-AB G486, 2. Beiblatt).

Die metrologische Auslegung der Anlage erfüllt die Mindestanforderungen

des Gas-Netzbetreibers

Metrologie der H2

-Einspeisung

Zähler 1: USZ

-2,0

-1,5

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Gesamt-Volumenstrom QB [m³/h]

Mes

sabw

eich

ung

F [%

]

Basis 30bar 0% H2 2,5% H2

5% H2 7,5% H2 10% H2

Zähler 2: TRZ

-2,0

-1,5

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Gesamt-Volumenstrom QB [m³/h]M

essa

bwei

chun

g F

[%]

Basis 30bar 0% H2 2,5% H2

5% H2 7,5% H2 10% H2

Volumetrische

Metrologie H2

-angereicherter Erdgase

H2

-induzierte Messfehler von Gaszählern bei vol. H2

-Anteilen < 10% sind vernachlässigbar

PTB-zugelassene

PGC für die Bestimmung von H2

-Konzentration im Erdgas werden im April 2013 erwartet

2 Vol.-% H2

-Anteile haben keine nennenswerte Auswirkung auf die Verbrennungseigenschaften von Erdgasen

Quelle: Dr. Altfeld, Dr. Schenk, Dr. Schley, E.ON Ruhrgas AG, August 2012

Prüfung

eines

Erdgas

TRZ mit

gasförmigem

CO2 -

bekannte

Erdgas-Meßgeräte

können

für

gasförmiges

CO2

eingesetzt

werden -

Volumen, Fluß

und/oder

Masse als

Prozessgröße

bzw. Abrechnungseinheit

9

Transferzähler Instromet SN 10508684

-2,5

-2,0

-1,5

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Durchfluß (flowrate) [m³/h]

Fehl

er (e

rror

) [%

]

pigsar30.09.2011 25 bar

Terasen CO24,8 bar

Terasen CO216,5 bar

pigsar05.12.2011 25 bar

DN 200; Qmax

= 1.600m³/h

E.ON‘s

Power to Gas Pilotanlage in Falkenhagen

Vielen

Dank für

Ihre Aufmerksamkeit!

Dr.-Ing. Klaus Steiner

E.ON New Build & Technology GmbH 0201-184-8052

0172-250 4620 klaus.steiner@eon.com