Abschnitt 3.4 - 3.4 Sicherheitseinrichtungen der Fahrzeuge
Die erforderlichen Sicherheitseinrichtungen sowie die technischen Anforderungen und Bedingungen, denen sie unterliegen, sind ausführlich in den im Anhang aufgeführten Normen und Regeln für die Zulassung von Fahrzeugen und von spezifischen Komponenten für Fahrzeuge, die Wasserstoff als Kraftstoff verwenden, beschrieben. Diese Normen und Regeln sind derzeit für die Erteilung der allgemeinen Betriebserlaubnis nach § 20 StVZO für Fahrzeuge mit Druckgasanlagen und Speichersystemen mit Wasserstoff in Deutschland relevant.
Die wesentlichen Sicherheitseinrichtungen der beiden Speichertechniken werden im Folgenden kurz beschrieben.
CGH2-Anlagen
Die Druckbehälter sind mit elektrischen oder pneumatischen Ventilen ausgestattet, die im stromlosen Zustand oder im Ruhezustand geschlossen sind und somit ein Austreten von Wasserstoff verhindern.
Im Fall eines Leitungsbruchs oder einer großen Leckage muss sichergestellt werden, dass der Gasfluss aus dem Druckbehälter automatisch gestoppt oder auf einen minimalen Leckstrom begrenzt wird.
Abb. 6
Die CGH2-Druckbehälter sind hier am Fahrgestell eines Nutzfahrzeugs angebracht. Für Arbeiten an Tanksystemen auf dem Dach, z. B. bei Bussen, sind besondere Maßnahmen zur Absturzsicherung zu treffen.
Eine am Druckbehälter verbaute, thermisch aktivierte und nicht wieder verschließbare Druckablassvorrichtung verhindert - auch in stromlosem Zustand - im Brandfall ein Bersten des Speicherbehälters, indem der Wasserstoff gezielt abgeblasen wird. Die hierzu eingesetzten Schmelzsicherungen oder Glasampullen besitzen in der Regel eine Auslösetemperatur zwischen 100 und 110 °C. Daher ist sicherzustellen, dass die übliche Temperatur von 60 °C beim Trocknen und von bis zu 85 °C beim Lackieren in Lackierkabinen nicht überschritten wird.
In Lackierkabinen sollte mit dem vom Hersteller empfohlenen Druck eingefahren werden, maximal jedoch mit 0,5 x pmax (= 175 bar) bei Systemen mit 300 bar.
Durch geeignete technische Maßnahmen ist sicherzustellen, dass im Fall einer Fehlfunktion einer Druckreglerstufe das Bersten nachfolgender wasserstoffführender Komponenten verhindert wird.
LH2-Anlagen
Der Vakuumbehälter ist mit elektrischen oder pneumatischen Befüll- und Entnahmeventilen ausgestattet, die in stromlosem Zustand oder Ruhezustand geschlossen sind und somit ein Austreten von Wasserstoff verhindern.
Eine Verschlechterung der Vakuumisolierung hätte einen raschen Druckanstieg im Tank zur Folge. Mithilfe von unterschiedlichen Sicherheitsausstattungen wird in einem solchen Fall der Wasserstoff gezielt abgeblasen. Systemspezifische Leckagen können beispielsweise durch eine regelmäßig überprüfte Doppelwand aufgefangen und gezielt an H2-Sensoren vorbei ins Freie abgeführt werden. So kann die Leckage keine Gefährdung verursachen, wird aber gleichzeitig erkannt und die Befüll- und Entnahmeventile werden geschlossen (sicherer Zustand).
Der betriebsmäßig auftretende Überdruck im Flüssigtank aufgrund des Wärmeeintrags bei längerer Standzeit wird durch ein Boil-off-Ventil (Abblasventil) abgeführt und so mit Luft verdünnt, dass kein zündfähiges Wasserstoff/Luft-Gemisch entsteht. Optional kann das Boil-off-Gas auch mit Luft katalytisch umgesetzt werden (z. B. in einem Katalysator).