H2-Zentrum - Arbeitspaket 1: Thermische Nutzung von H2 bei Hochtemperaturprozessen

Die thermische Nutzung von Wasserstoff und Wasserstoff-Erdgasgemischen bietet vielfältige Möglichkeiten zur Dekarbonisierung des Energiesektors. Brenner stehen vor spezifischen Herausforderungen, da sich die physikalischen Eigenschaften des Brenngases vom reinen Erdgas- zum reinen Wasserstoffbetrieb deutlich verändern. Die Anreicherung von Erdgas mit Wasserstoff erhöht die laminare Flammengeschwindigkeit und die adiabate Flammentemperatur, was die Bildung von Stickoxiden (NOx) begünstigt.
Der vorgestellte und derzeit in Beschaffung befindliche Brennerprüfstand dient der Durchführung experimenteller Versuchsreihen und der Generierung von Validierungsdaten. Durch anschließende validierte CFD-Simulationen können Aussagen hinsichtlich begrenzender Betriebszustände und Potenziale bei Erdgas – und Wasserstofffeuerungen aufgezeigt werden. Das Zusammenspiel aus Prüfstandsläufen und 3D-CFD-Simulationen ermöglicht die Bewertung von Substitutionsmöglichkeiten des Brenngases Erdgas durch Wasserstoff bei (Bestands-) Brennern im Hinblick auf einen effizienten, sicheren und zuverlässigen Betrieb.