Nach rund drei Jahren Bauzeit hat die Forschungstankstelle der BAM kürzlich auf dem Testgelände in Horstwalde bei Berlin den Betrieb aufgenommen. Laut Pressemeldung vom 3. Juli will die Bundesanstalt mit der Station „innovative Technologien zur Qualitätssicherung für alle technischen Abläufe an Anlagen für die Wasserstoffinfrastruktur unter realen Betriebsbedingungen entwickeln“. Dabei diene die Anlage auch der Erprobung neuer Technologien mit Industrie und Forschungspartnern.
Die Forschungstankstelle wird über einen eigenen Elektrolyseur mit grünem Wasserstoff versorgt. Die BAM will ihn künftig mit Strom aus einer lokalen Photovoltaikanlage betreiben. Die eigentliche Tankstelle besteht aus Kompressor, Pufferspeichern, Gaskühler sowie Dispenser zur Abgabe des Wasserstoffs an ein Fahrzeug. Als Abnehmer dient ein Brennstoffzellen-Pkw.
Erste Informationen zur Forschungstankstelle hatte die BAM im Mai 2022 veröffentlicht. Das Pilotprojekt erhielt rund 8 Millionen Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen der „Initiative Qualitätsinfrastruktur-Digital [QI-Digital]“.
Digitale Echtzeitüberwachung
Im Fokus der Untersuchungen stehen sicherheitsrelevante Aspekte wie Leckagen und Materialbelastungen. Zudem werden digitale Technologien zur Prozessüberwachung, Qualitätssicherung und Wartungsplanung optimiert. Frank Wille, Leiter der Abteilung Gefahrgutumschließungen, Energiespeicher an der BAM, erklärt:
„In partnerschaftlichen Projekten mit Industrie und Wissenschaft wollen wir qualitäts- und sicherheitsrelevante Forschungsfragen adressieren. Wir wollen z. B. Wartungszyklen optimieren, kritische Zustände frühzeitig erkennen können und die Qualitäts- und Sicherheitsstandards für verlässliche Wasserstofftankstellen weiterentwickeln. Gleichzeitig dient uns die Forschungstankstelle als ideales Reallabor der Wasserstoffinfrastruktur, um sämtliche Elemente einer künftigen digitalen Qualitätssicherung zu erproben.“
Sämtliche technischen Abläufe können digital in Echtzeit überwacht werden, wobei Sensoren alle Betriebsdaten erfassen. Die während eines Betankungsvorgangs anfallenden Betriebsdaten werden gesammelt, aufbereitet und durch externe Metadaten ergänzt. Ziel ist, diese Daten in digitale Modelle und Zwillinge zu überführen.
Künstliche Intelligenz kommt sowohl bei der Auswertung der Sensordaten als auch bei der Vorhersage von Wartungszyklen zum Einsatz: Die KI-Algorithmen lernen aus den Betriebsdaten und können so kritische Zustände im Gesamtsystem frühzeitig identifizieren. So will die BAM Wartungszeitpunkte und Lebensdauern der Anlagenkomponenten präzise vorhersagen.
Structural Health Monitoring
Auch andere Industrieunternehmen, KMUs und Start-Ups sollen an der Forschungstankstelle ihre neuentwickelten Digitalprodukte an einer ‚echten‘ Wasserstoffinfrastruktur testen können. Das Pilotprojekt ist in das Kompetenzzentrum H2Safety@BAM eingebettet.
Ein weiterer Forschungsschwerpunkt liegt auf dem Structural Health Monitoring (SHM) von Druckbehältern und Rohrleitungen: Die kontinuierliche Überwachung des Bauteilzustands soll Vorhersagen zum Verlauf von Schädigungen ermöglichen. In weiteren Forschungsprojekten zum Thema Wasserstoff will die BAM unter anderem die Produktion von Wasserstoff-Druckbehältern effizienter und umweltfreundlicher machen.
