Bei Wasserstofftechnologien Risikominimierung betreiben

Die Wasserstoffbrennstoffzellentechnologie (Hydrogen Fuel Cell, HFC) wird zunächst für marktreife Anwendungen wie Backup-Stromversorgung, tragbare Stromerzeugung und Stromversorgung von Fördertechnik kommerzialisiert werden. Diese Anwendungen erfordern im Allgemeinen, sei es von Natur aus oder aus Sicherheitsgründen, dass die Wasserstoffsysteme im Innenbereich eingesetzt werden müssen. Noch sind die existierenden Vorschriften, Bestimmungen und Normen (Regulations, Codes and Standards, RCS) bezüglich der praktischen Spezifikation der Sicherheitsanforderungen im Innenbereich überaus lückenhaft.

Hauptziel des EU-finanzierten Projekts "Pre-normative research on safe indoor use of fuel cells and hydrogen systems" (HYINDOOR) war somit die Beschäftigung mit dem sicheren Inneneinsatz von HFC-Systemen für frühe Märkte. Das Projekt sollte wissenschaftlich-technisches Wissen zur detaillierten Beschreibung kostengünstiger Mittel zur Kontrolle von Gefahren und zur Entwicklung topmoderner Sicherheitsrichtlinien bereitstellen.

HYINDOOR widmete sich Wissenslücken im Zusammenhang mit Wasserstoffansammlung in Innenräumen, entlüfteter Verpuffung und nicht ausreichend belüftetem Strahlbrand (Jet-Fire). Das neu generierte Wissen soll in Sicherheitsleitlinien umgesetzt werden, wozu auch zeitgemäße technische Werkzeuge gehören, die deren Umsetzung unterstützen. Die Empfehlungen sollen im Sinne des Fortschritts in der EU und internationaler RCS-Rahmenwerke formuliert werden, um die sichere Einführung von Wasserstoffbrennstoffzellen in frühe Märkten zu fördern.

Die Projektpartner wollten mehr Wissen über die Zusammenhänge der Wasserstoffverteilung und -anreicherung in geschlossenen Räumen bereitstellen. Bei der Arbeit konzentrierte man sich auf eine raumartige Umhüllung von typischerweise einigen zehn Kubikmetern Größe mit natürlicher Belüftung. Die Partner arbeiteten auf Grundlage bestehender und neuer analytischer und numerischer Modelle an der Ermittlung von Merkmalsverteilungen der Wasserstoffdispersion. Parameter wie etwa die Größe der Entlüftungsfläche, die Größe des Umhüllungsbereichs und die Leckflussraten wurden berücksichtigt.

Man führte eine Anzahl von Experimenten durch, um entlüftete Wasserstoff-Luft-Verpuffungen und die Wechselwirkung zwischen Wasserstoff-Luft- und Umhüllungsparametern hinsichtlich der Effekte von Überdruck zu untersuchen. Eine weitere Aufgabe war die Durchführung experimenteller und rechnerischer Untersuchungen der Wasserstoff-Jet-Fire-Dynamik. Schwerpunkt waren Parameter wie Selbstauslöschung, Rückzündung, Strahlung und die Flammenlänge externer Wasserstoffstrahlbrände.

Mögliche Sicherheitsstrategien sollten in einem Dokument über Leitlinien mit wichtigen Regeln für die in Innenbereichen erfolgende Wasserstoffnutzung in den von HYINDOOR untersuchten Einrichtungen münden. Zusätzliche Sicherheitseinrichtungen sollen vorgeschlagen werden, wenn dimensionierende Verfahren nicht ausreichen, um die Sicherheitsregeln einzuhalten.