Wasserstoff und Explosionsschutz: Unterschätzen wir die Zündenergie?

Wasserstoff wird mit hoher Geschwindigkeit in Elektrolyseanlagen, Speicheranlagen, Versorgungsnetzen und industriellen Anwendungen eingesetzt. Die Erwartung ist klar: emissionsarme Energie, skalierbare Systeme und ein wichtiger Baustein der Energiewende. In der technischen Praxis stellt sich jedoch eine andere Frage: Wird das Explosionsrisiko von Wasserstoff mit derselben Tiefe bewertet, mit der die Projekte geplant und umgesetzt werden?

Wasserstoff verhält sich grundlegend anders als viele klassische Brenngase und Kohlenwasserstoffe. Die Mindestzündenergie ist sehr niedrig, die Diffusionsgeschwindigkeit ist hoch und der Explosionsbereich in Luft ist breit. Was bei Erdgas oder anderen bekannten Gasen unter bestimmten Randbedingungen noch beherrschbar erscheint, kann bei Wasserstoff eine deutlich andere Dynamik entwickeln. Kleine Leckagen können sich schnell ausbreiten, Wasserstoff steigt aufgrund seiner geringen Dichte rasch nach oben, und Zündquellen, die in anderen Anwendungen als weniger kritisch bewertet wurden, können plötzlich eine andere Bedeutung bekommen.

In der Zoneneinteilung wird bei Wasserstoffprojekten noch zu häufig auf Erfahrungen aus bestehenden Gasinstallationen zurückgegriffen. Genau hier liegt ein wesentliches Risiko. Wasserstoff verlangt eine eigenständige Bewertung der Freisetzungsquellen, der Freisetzungsrate, der Lüftungswirksamkeit, der Verfügbarkeit der Lüftung und der möglichen Ausbreitung. Die Zoneneinteilung nach DIN EN IEC 60079-10-1 darf nicht zu einer formalen Kopie vorhandener Erdgasbetrachtungen werden, sondern muss die tatsächlichen Stoffeigenschaften und Betriebsbedingungen von Wasserstoff berücksichtigen.

Auch die Zündquellenbewertung muss schärfer erfolgen. Aufgrund der niedrigen Mindestzündenergie erhalten elektrostatische Entladungen, mechanisch erzeugte Funken, heiße Oberflächen, elektrische Fehler, lose Verbindungen und temporäre Arbeitsmittel ein höheres Gewicht. Nach deutschem Explosionsschutzrecht muss der Betreiber im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung beurteilen, ob gefährliche explosionsfähige Gemische entstehen können und welche Maßnahmen zur Vermeidung ihrer Entzündung erforderlich sind. Diese Betrachtung gehört in das Explosionsschutzdokument nach Gefahrstoffverordnung und muss mit den Anforderungen der Betriebssicherheitsverordnung für Arbeitsmittel und überwachungsbedürftige Anlagen zusammenpassen.

Für die praktische Umsetzung sind insbesondere die TRGS 720 bis TRGS 723 relevant. Sie bilden in Deutschland den technischen Rahmen für die Beurteilung gefährlicher explosionsfähiger Gemische, die Bewertung der Explosionsgefährdung, die Vermeidung oder Einschränkung solcher Gemische und die Vermeidung wirksamer Zündquellen. Für Wasserstoff bedeutet das: Nicht nur die Zone ist entscheidend, sondern die gesamte Kette aus Freisetzung, Lüftung, Ausbreitung, Zündquellenkontrolle, Instandhaltung, Prüfung und Änderungsmanagement.

Hinzu kommt, dass viele Wasserstoffprojekte in bestehende industrielle Umgebungen integriert werden. Rohrleitungen, Armaturen, Räume, Lüftungskonzepte, elektrische Installationen und betriebliche Abläufe wurden ursprünglich häufig nicht für Wasserstoff ausgelegt. Was mechanisch oder verfahrenstechnisch passend erscheint, ist deshalb nicht automatisch explosionsschutztechnisch robust. Materialauswahl, Dichtheit, Leckageverhalten, Entlüftung, Aufstellungsort, Detektion, Erdung, Potenzialausgleich und organisatorische Maßnahmen müssen erneut bewertet werden.

Die Energiewende verlangt Geschwindigkeit. Explosionsschutz verlangt Sorgfalt. Beides steht nicht im Widerspruch, solange die Risikobeurteilung mit der technischen Entwicklung Schritt hält. Wasserstoff ist kein Standardgas in einem neuen Projekt. Wasserstoff bringt eine eigene Risikodynamik mit, die in Planung, Zoneneinteilung, Zündquellenanalyse, Prüfung und Betrieb konsequent berücksichtigt werden muss.

Die entscheidende Frage lautet daher nicht, ob Wasserstoff eine Zukunft hat.

Die entscheidende Frage lautet, ob die Gefährdungsbeurteilung, das Explosionsschutzdokument und die technische Umsetzung dieselbe Zukunftsfähigkeit besitzen wie das Projekt selbst.

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