Auswirkung einer Wasserstoffzumischung in Erdgas auf den industriellen Verbrennungsprozess

Power-to-Gas ist ein vielversprechender Weg, um die Klimaziele zu erreichen. CO2-Emissionen werden reduziert, größere Mengen an erneuerbarer elektrischer Energie aus Wind und Sonne werden durch die Herstellung von Wasserstoff (H2) mittels Elektrolyse gespeichert und dann möglicherweise in das Erdgasnetz eingespeist. Eine H2-Einspeisung wird jedoch Erdgasverbraucher aller Sektoren mit höheren und fluktuierenden H2-Konzentrationen im lokal verfügbaren Erdgas konfrontieren. Insbesondere seitens der thermoprozesstechnischen Industrie gibt es Bedenken, welchen Einfluss die Änderung der Brennstoffzusammensetzung auf die Produktqualität, den Wirkungsgrad und die NOx-Emissionen von gasgefeuerten Prozessen haben können. Im Rahmen eines AiF-Forschungsprojektes (IGF-Nr.: 18518 N) ist das Gas- und Wärme-Institut Essen e. V. (GWI) diesen Fragestellungen nachgegangen, indem der Einfluss hoher und fluktuierender Wasserstoffanteile (bis zu 50 Vol.-%) auf verschiedene Industriebrennersysteme mittels Simulation und Versuch untersucht wurde. Der Effekt auf betriebsrelevante Eigenschaften, wie das Verbrennungsverhalten, die Flammendetektion und die Abgasemissionen wurde analysiert. Darauf aufbauend wurden Lösungskonzepte und Kompensationsstrategien für die Thermoprozessindustrie erarbeitet und dargestellt.