EP4628781A1 - Prosumersystem, netzanlage, gasnetz, betriebsverfahren sowie steuerungsverfahren - Google Patents

Prosumersystem, netzanlage, gasnetz, betriebsverfahren sowie steuerungsverfahren

Info

Publication number
EP4628781A1
EP4628781A1 EP25160153.0A EP25160153A EP4628781A1 EP 4628781 A1 EP4628781 A1 EP 4628781A1 EP 25160153 A EP25160153 A EP 25160153A EP 4628781 A1 EP4628781 A1 EP 4628781A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
network
pressure
designed
meter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25160153.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dietmar Ewering
Torben Penczek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westnetz GmbH
Original Assignee
Westnetz GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westnetz GmbH filed Critical Westnetz GmbH
Publication of EP4628781A1 publication Critical patent/EP4628781A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00—Pipe-line systems
    • F17D1/02—Pipe-line systems for gases or vapours
    • F17D1/04—Pipe-line systems for gases or vapours for distribution of gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/068—Distribution pipeline networks

Definitions

  • Natural gas pipelines are pipes (also called pipelines) that are typically used to transport natural gas and distribute it to various consumers. Together with storage facilities and control systems, these pipelines can form a gas network. Natural gas pipelines are also generally suitable for transporting other gases, such as hydrogen.
  • the gas network For the gas network to function smoothly, it is necessary to regulate the pressure in the pipelines so that the gas flows in the desired direction depending on the pressure. Typically, a distinction is made within the network between high-pressure (transport over long distances), medium-pressure (transport to the consumer), and low-pressure (at the consumer's location). Furthermore, the composition and quality of the gas must be monitored to ensure that the gas reaches the consumer in the desired composition.
  • the object of the invention is to provide a prosumer system, a network system, a gas network, an operating method, and a control method that enable gas to be fed into a gas network and, in particular, to operate the gas network in mixed mode.
  • a system according to the invention for removing and feeding gas into a gas network can have both a line path which, during feeding, can guide the gas past a pressure control system which is designed to regulate the gas down to the consumption pressure when gas is removed from the gas network, and a meter which can measure both the removal and the feeding.
  • a prosumer system can be configured to allow a gas grid connection to both withdraw gas from the gas grid and feed gas into the gas grid.
  • the prosumer system can be installed in a household, for example. It is also conceivable that a prosumer system could be installed in at least one company or production facility.
  • a discharge to a gas network can be understood as gas being discharged from the prosumer, in particular from a low-pressure region, into the gas network, in particular at least into a medium- or high-pressure region.
  • a discharge from the gas network can be understood as gas being discharged from the gas network, in particular at least from a medium- or high-pressure region, to the prosumer, in particular into a low-pressure region. It can be provided that gas can be fed via the bypass into a gas network line from which gas is also drawn.
  • the gas line can be a gas line that is designed for at least one gas of the same composition as the discharged gas, another gas, or a mixture, in particular of these two gases.
  • the at least one gas can, in principle, be understood to mean any gas that can be provided through the gas network. It can be provided that the gas is embodied as at least hydrogen or natural gas. Natural gas is a hydrocarbon-containing gas mixture whose chemical composition varies considerably depending on the source. In the context of the invention, natural gas can be understood to mean any combustible hydrocarbon-containing gas composition may be meant, even if it does not originate from an underground, natural deposit. Furthermore, the gas can be in the form of at least methane or can essentially contain methane and additives. The additives can in particular comprise at least ethane, propane, butane, ethene or pentane. Furthermore, it can be provided that the at least one gas comprises a mixture of hydrogen and natural gas.
  • the hydrogen content of the mixture can be between 0% and 50%, in particular between 0% and 20%. It can also be provided that the gas delivered to the gas network in the introduction mode differs from the gas taken in during the consumption mode.
  • the gas delivered in the introduction mode can be in the form of hydrogen and the gas taken in during the consumption mode can be in the form of at least natural gas or a mixture of hydrogen and natural gas.
  • a bypass can be understood as a bypass line that bypasses another line.
  • the bypass can thus bypass the final pressure regulator, which normally reduces the pressure of the gas taken from the gas network to the final pressure. It can therefore be provided that no gas flows through the final pressure regulator in single-line operation.
  • the final pressure regulator has at least one final pressure regulator inlet valve or one final pressure regulator outlet valve, which can be closed in single-line operation.
  • the bypass can also have further elements, which are explained in more detail in the context of the description of the subclaims.
  • a discharge operation and/or a withdrawal operation can be understood as a mode in which the prosumer system is operated. It can be provided that the discharge operation and/or the withdrawal operation corresponds to a predetermined position of at least one, in particular all, valves.
  • the specification can include at least closed, open or indifferent.
  • discharge operation the at least one gas can be delivered to the gas network, in particular a low- and/or medium-pressure line of the gas network.
  • withdrawal operation the at least one gas can be withdrawn from the gas network, in particular from a low- and/or medium-pressure line of the gas network.
  • the introduction or withdrawal can correspond to a flow direction of the at least one gas towards or away from the prosumer system.
  • a meter can be understood as a measuring device for determining the quantity of gas passed through. In discharge mode, the meter counts the discharge of at least one gas into the gas network, and in off-take mode, the intake of at least one gas from the gas network. Such a meter can also be referred to as a bidirectional meter.
  • the meter can be designed to count at least the discharge and intake separately, or to offset discharge and intake against each other to measure a balance.
  • the meter can be designed to be based on the measuring principle of at least one diaphragm gas meter, rotary piston meter, turbine meter, ultrasonic meter, vortex gas meter, Coriolis meter, drum gas meter, or thermoflow gas meter.
  • the meter can comprise a counter, wherein the counter can in particular have a device for detecting the position of a magnetic pulse generator and/or interlocked counters (one each for feed-in and withdrawal).
  • a prosumer system offers the advantage of allowing gas to be extracted from a gas network and fed into a gas network, and in particular, the gas network to be operated in mixed mode.
  • the bypass allows the discharge pressure regulator, which would otherwise prevent the discharge, to be bypassed.
  • the meter according to the invention allows the gas flow rate flowing through the meter to be recorded in both operating modes, thereby enabling the control of the gas network by knowing how much of each gas type is currently being fed in or released.
  • At least the meter can be designed to count the discharge of at least one additional gas to the gas network, in particular natural gas or hydrogen, at least during discharge operation, or to count the intake of at least one additional gas from the gas network during consumption operation.
  • the additional gas can in principle be one of the aforementioned first gases, wherein the additional gas differs from the at least one gas in that it is at least a different gas or a different mixture.
  • the meter can, in particular, be designed to record the flow of hydrogen and natural gas.
  • the meter can be designed to detect whether the at least one gas or a further gas is flowing through the meter and, in particular, to adjust the measurement accordingly. This allows both gases to be counted compactly and easily by a single meter.
  • At least one inlet pressure regulator is provided, which is designed to increase the pressure of the at least one gas such that it can be introduced into the gas network, wherein in particular the bypass has the inlet pressure regulator and/or the inlet pressure regulator has at least one inlet pressure regulator inlet valve or one inlet pressure regulator outlet valve.
  • the inlet pressure regulator By means of the inlet pressure regulator, the pressure of the at least one gas can be adjusted to the pressure, in particular increased, which is necessary to feed gas into the gas network. Typically, the pressure is increased to a low and/or medium pressure level of the gas network.
  • the inlet pressure regulator can be part of the bypass. In other words, it can be arranged in the line that bypasses the outlet pressure regulator.
  • the meter is designed as a retrofit, in particular for a diaphragm gas meter.
  • Retrofit can be understood as a modernization or expansion of an existing (usually older and no longer produced) device.
  • the meter can be designed such that it at least partially replaces another, in particular older, meter.
  • the meter is designed as a double counter, which replaces a single counter of an old meter.
  • an existing backflow preventer in the old meter is removed as part of the retrofitting.
  • the meter has a placeholder that allows backflow as a replacement for the backflow preventer.
  • the state which in particular comprises at least one measured value or information derived from the at least one measured value, is transmittable to a grid controller via a communication unit, in particular designed as a smart meter gateway, in particular in accordance with Section 2 No. 19 of the Metering Point Operation Act.
  • a communication unit in particular designed as a smart meter gateway, in particular in accordance with Section 2 No. 19 of the Metering Point Operation Act.
  • the grid controller can intervene in both the control of the grid and the control of the prosumer system. In this way, undesirable states can be reliably avoided.
  • a Raman spectrometer can be understood as a measurement system based on the inelastic scattering of photons, the so-called Raman scattering.
  • the Raman spectrometer can have a monochromatic light source, which can be designed as a laser at least in the visible, near-infrared, or near-ultraviolet range.
  • the monochromatic light interacts with molecular vibrations, phonons, or other excitations in the gas under investigation, shifting the energy of the incident photons upwards or downwards.
  • the energy shift provides information about the vibrational modes in the system, which are specific to a substance or element.
  • a Raman spectrometer offers the advantage of non-destructively detecting gases, especially their concentrations. Furthermore, Raman spectrometers are compact and require no consumables (e.g., test gases).
  • cryogenic cooling in particular to at least -200 °C, can be provided. This separates undesirable substances.
  • the cryogenic cooling can be arranged at least upstream of the meter or in such a way that the at least one gas is purified by cryogenic cooling before it is released into the gas network.
  • an odorization system designed to add an odorous substance to the at least one gas.
  • the odorization can be understood as a device designed to add one or more odorous substances (odorizing agents) to the at least one gas. This offers the advantage that the added substances can serve as a warning or alarm signal and can therefore prevent a hazard caused by a largely odorless at least one gas.
  • the odorization can be designed as part of the bypass. Alternatively or additionally, it can also be arranged at least on one gasometer or one generation module (described below). The arrangement on the gasometer or a generation module has the advantage that a gas produced by the prosumer, which naturally has no odor, is directly odorized and thus becomes detectable.
  • At least one generation module in particular comprising an electrolyzer, designed to generate the at least one gas, a heating system, designed to burn off the at least one gas, a gasometer, designed to store the at least one gas, or an admixing unit, designed to admix at least one further gas to the at least one gas, is provided.
  • a generation module can be designed to convert electrical energy, in particular provided at least by a wind turbine or solar power plant, into chemical energy by carrying out a material conversion which can release energy in a reverse reaction.
  • the reverse reaction does not necessarily have to be the This can be a chemical reverse reaction corresponding to the synthesis. Another reaction can also be provided in which energy is released.
  • the generation module can be designed as an electrolyzer.
  • An electrolyzer can be understood as a device designed to force a redox reaction using electrical current.
  • the electrolyzer can be designed as a water electrolyzer, in which water is split into oxygen and hydrogen.
  • the generation module can also be designed as a reversibly operated fuel cell.
  • other energy-containing substances such as ammonia, syngas or methane, can also be synthesized.
  • the generation module offers the advantage that the prosumer system can independently generate at least one gas.
  • the gas can, for example, be fed into a gas grid.
  • the meter according to the invention determines the amount of gas fed in, so that the gas grid can be controlled accordingly and the prosumer can be remunerated.
  • a heating system can be understood as a device for generating heat, particularly for a household or an industrial facility.
  • the heating system can be designed to burn at least one gas.
  • the heating system can have a heating system valve with which a supply line to the heating system can be blocked.
  • the heating system has a fuel cell, which can generate electricity with the at least one gas, which is then supplied to a heat pump that generates the heat.
  • the variants mentioned allow, in particular, the gas generated by the prosumer itself to be used directly.
  • the heating system is designed at least for heating with the at least one gas or for heating with another gas.
  • a second gas heating system is provided, which can be designed in particular for heating with the other gas.
  • a gasometer can be understood as a type of tank designed to store at least one gas.
  • the gasometer can have a gasometer valve, which in an open position releases a gas flow into and out of the gasometer and in a closed position prevents gas flow to and from the gasometer.
  • the gasometer may be provided with a level monitor configured to monitor at least the pressure, volume, temperature, inflow, or outflow of the at least one gas in (or to or from) the gasometer.
  • the admixing unit is a device designed to supply a substance to the at least one gas or the further gas in order to trigger a chemical reaction. It can be provided that the admixing unit is designed as a methanation plant.
  • a methanation plant generates a chemical reaction in which at least carbon monoxide or carbon dioxide ( CO2 ) is converted into methane.
  • CO2 carbon monoxide or carbon dioxide
  • the reaction of carbon dioxide to form methane and water is also referred to as the Sabatier process or the Sabatier reaction. It can be provided that the supplied CO2 is stored in the methanation plant, in particular in a cartridge or bottle.
  • an adsorption material in particular zeolite, is provided for the adsorption of CO2 from the air and/or from an exhaust gas stream of at least one heating system, a fuel cell or a combined heat and power plant.
  • an adsorption material in particular zeolite
  • zeolite can be regenerated during a methanation process, which may require high temperatures, so that the release of CO2 can be used for the reaction process. Any additional waste heat generated can be used for hot water treatment or for small turbine units (similar to steam turbines or expansion machines).
  • a network system can be installed in a medium- or high-pressure area, particularly at an interface between a medium- and high-pressure area.
  • Gas network control can be understood, in particular, as the control of the gas flow, particularly its quantity and direction, as well as its composition.
  • a separation unit can be understood as a device that can at least partially separate at least two gases or a gas mixture into different gases.
  • the separation unit can be designed to separate the gas mixture (of natural gas and hydrogen) present in the low- and/or medium-pressure line and discharge it into separate high-pressure lines.
  • the separation unit can each have a gas compressor and/or a secondary gas compressor.
  • the gas compressor and/or secondary gas compressor can each have a gas compressor valve or a secondary gas compressor valve, respectively, which are each designed to separate the gas compressor or the secondary gas compressor from the respective high-pressure lines.
  • the network meter can be constructed in the same way as a meter in the prosumer system, so that the relevant explanations also apply to the network meter.
  • the high-pressure regulator is designed to reduce the pressure of the at least one gas supplied by a high-pressure line to the medium-pressure range upon transition to a medium-pressure line.
  • the medium pressure can be in the range of 100 to a maximum of 1000 millibars and/or the high-pressure range can be in the range of 1 to 200 bar.
  • the grid meter has a communication device designed to transmit at least a quantity, a temperature, or a pressure of the at least one gas detected by the grid meter.
  • the communication device can be designed as a smart meter gateway.
  • the high-pressure regulator may have a control device configured to receive at least one control signal for controlling the high-pressure regulator or to transmit data.
  • the control signal may include a target pressure to which the pressure is to be reduced.
  • the control device allows a network controller, particularly a remote one, to directly intervene in the network system, in particular in the pressure provided on the medium-pressure line.
  • a gas network according to the invention comprising at least one prosumer system according to the invention or a network installation according to the invention, wherein in particular the prosumer system is connected to the network installation by a medium-pressure line.
  • the gas network comprises at least one high-pressure line for providing at least one at least first gas or another gas. It is also conceivable that the high-pressure line is connected to a medium-pressure line via a network system, in particular according to the invention. Furthermore, it can be provided that the medium-pressure line is connected to a low-pressure line via a prosumer system. The low-pressure line can in particular be in a The gas network may be installed in a household, business, or production facility. The gas network may further comprise at least one gas network controller configured to receive measurement data and transmit control signals based on the measurement data, in particular to maintain at least the gas flow, composition, or pressure within the gas network at a planned level.
  • the method can be implemented as a computer-implemented method.
  • the method steps can be performed at least partially simultaneously and/or sequentially, whereby the sequence of the method steps is not limited by the specified order, so that individual steps can be performed in different orders. Furthermore, individual or all steps can be performed repeatedly.
  • the introduced gas is provided by a generation module or a gasometer. It may be provided that at least the inlet pressure regulator inlet valve and/or the inlet pressure regulator outlet valve are closed, so that the gas flow to the medium-pressure line can only take place via the bypass. Furthermore, a secondary gas heating system feed valve, which is located between the bypass and the final pressure regulator on the one hand and a secondary gas heating system on the other hand, can be closed to prevent the gas flow to the secondary gas heating system.
  • the secondary gas heating system can, in particular, be designed to provide heat at least with natural gas or a mixture of natural gas and hydrogen.
  • At least the secondary gas heating system valve, the secondary gas heating system supply valve, the final pressure regulator discharge valve, the final pressure regulator inlet valve, or the main connection valve are open.
  • at least the generation module valve, the heating system valve, the heating system supply valve (which can be arranged between the heating system valve and the final pressure regulator discharge valve), or the mixing unit valve are closed.
  • At least one generation of at least one gas, in particular hydrogen, is provided by a generation module, or that at least a part of the at least one gas is obtained from a gasometer during introduction.
  • the method can be implemented as a computer-implemented method.
  • the composition of at least the at least one gas or further gas is monitored, wherein in particular if a limit value, in particular 20% hydrogen, is exceeded, at least the separation unit is activated.
  • at least the gas compressor or the secondary gas compressor can also be activated. If present, at least the gas compressor valve or the secondary gas compressor valve can be opened accordingly.
  • At least one mixed high-pressure line valve, which is arranged between the separation unit and the high-pressure regulator, or a medium-pressure line valve, which is arranged between the high-pressure regulator and the secondary gas compressor valve can be closed. This can prevent gas that exceeds the limit value from flowing into the high-pressure line.
  • control method for controlling a network system can be part of an operating method for operating a prosumer system and vice versa, in particular in connection with a gas network according to the invention which has both a prosumer system and a network system.
  • a system according to the invention for removing 420 and feeding gas into a gas network 300 can have both a line path which, during feeding, can guide the gas past a pressure control system which is designed to regulate the gas down to the consumption pressure when the gas is removed, and a meter 130 which can measure 510 both the removal 420 and the feeding.
  • the at least one gas can be understood as any gas that can be provided by the gas network 300. It can be provided that the gas is embodied as at least hydrogen or natural gas. Natural gas is a hydrocarbon-containing gas mixture whose chemical composition varies considerably depending on the source. In the context of the invention, natural gas can mean any combustible hydrocarbon-containing gas composition, even if it does not originate from an underground, natural deposit. Furthermore, the gas can be embodied as at least methane or essentially contain methane and additives. The additives can, in particular, comprise at least ethane, propane, butane, ethene, or pentane. Furthermore, it can be provided that the at least one gas comprises a mixture of hydrogen and natural gas.
  • a bypass 110 can be understood as a bypass line that bypasses another line. According to the invention, the bypass 110 can thus bypass the final pressure regulator 120, which normally reduces the pressure of the gas taken from the gas network 300 to the final pressure. It can therefore be provided that no gas flows through the final pressure regulator 120 in single-line operation I. In particular, it can be provided that the final pressure regulator 120 has at least one final pressure regulator inlet valve 122 or one final pressure regulator outlet valve 121, which can be closed in single-line operation I.
  • the bypass 110 can also have further elements, which are explained in more detail in the context of the description of the subclaims.
  • a single-line operation I and/or a consumption operation II can be understood as a mode in which the prosumer system 100 is operated. It can be provided that the single-line operation I and/or the consumption operation II corresponds to a predetermined position of at least one, in particular all, valves.
  • the specification can include at least closed, open, or indifferent.
  • the single-line operation I the at least a gas can be delivered to the gas network 300, in particular a medium-pressure line 320 of the gas network 300.
  • the at least one gas can be taken from the gas network 300, in particular from a medium-pressure line 320 of the gas network 300.
  • the introduction 410 or removal 420 can each correspond to a flow direction of the at least one gas toward or away from the prosumer system 100.
  • bypassing a final pressure regulator 120 can be understood in the context of the invention to mean that the at least one gas intended for introduction into the gas network 300 does not flow through the final pressure regulator 120.
  • the final regulator is designed to reduce the pressure of the at least one gas from a network pressure to a final pressure in a consumption operation II. In other words, the pressure of the gas flowing from the gas network 300 is reduced, in particular to a low pressure. This low pressure can in particular be between 20 and 100 mbar.
  • a meter 130 can be understood as a measuring device for determining a gas flow rate.
  • the meter 130 counts the discharge of at least one gas to the gas network 300, and in consumption mode II, the intake of at least one gas from the gas network 300.
  • Such a meter 130 can also be referred to as a bidirectional meter. It can be provided that the meter 130 counts at least the discharge and intake separately, or offsets a discharge and intake against each other, so that a balance is measured. It can be provided that the meter 130 is based on the measuring principle of at least one diaphragm gas meter, rotary piston meter, turbine meter, ultrasonic meter, vortex gas meter, Coriolis meter, drum gas meter, or thermoflow gas meter.
  • the meter 130 can comprise a counter, wherein the counter can, in particular, have a device for detecting the position of a magnetic pulse generator and/or counters interlocked with each other (one each for feed-in and draw-in).
  • a jointed gear transmits the diaphragm movement to a crankshaft.
  • the crankshaft drives two slide valves that control the gas flow. This allows the gas flow to be directed alternately through a bellows.
  • the rotary motion of the gear is transmitted to a counter via a magnetic coupling.
  • Diaphragm gas meters are relatively inexpensive, can be calibrated and are found in many households.
  • a prosumer system 100 offers the advantage of enabling gas to be extracted from a gas network 300 and fed into a gas network 300, and in particular, operating the gas network 300 in mixed operation III.
  • the bypass 110 allows the final pressure regulator 120, which would otherwise prevent the introduction, to be bypassed.
  • the meter 130 according to the invention enables the gas quantity flowing through the meter 130 to be recorded in both operating modes, thereby enabling the control of the gas network 300 in such a way that it is known how much of which gas type is currently being fed in or released.
  • At least the meter 130 can be designed to count 430 the discharge of at least one further gas to the gas network 300, in particular natural gas or hydrogen, at least in discharge mode I, or to count 430 the intake of at least one further gas from the gas network 300 in consumption mode II.
  • the further gas can in principle be one of the aforementioned first gases, wherein the further gas is distinguished from the at least one gas in that it is at least a different gas or a different mixture.
  • the meter 130 can in particular be designed to record the flow of hydrogen and natural gas. Furthermore, the meter 130 can be designed to detect whether the at least one gas or a further gas is flowing through the meter 130, and in particular to adapt the measurement accordingly.
  • the counter 130 may be provided with separate counting units, also called counters, for the at least one and the additional gas, which may in particular have separate connections. This enables particularly precise counting. It may also be provided that the counter 130 is designed to detect the ratio of a mixture in at least one gas or additional gas and to adjust the measurement accordingly. In particular, the counter 130 may be designed to detect a hydrogen content in at least the at least first or additional gas.
  • cryogenic cooling in particular to at least -200°C, can be provided. This separates out undesirable substances.
  • the cryogenic cooling can be arranged at least upstream of the meter 130 or in such a way that the at least one gas is purified by cryogenic cooling before being released to the gas network 300.
  • an odorizer 150 designed to add an odorous substance to the at least one gas.
  • the odorizer 150 can be understood as a device designed to add one or more odorous substances (odorizing agents) to the at least one gas. This offers the advantage that the added substances can serve as a warning or alarm signal and can therefore prevent a hazard caused by a largely odorless at least one gas.
  • the odorizer 150 can be designed as part of the bypass 110. Alternatively or additionally, it can also be arranged at least on a gasometer 180 or a generation module 160 (described below). The arrangement on the gasometer 180 or a generation module 160 achieves the advantage that a gas produced by the prosumer, which naturally has no odor, is directly odorized and thus becomes detectable.
  • At least one generation module 160 in particular comprising an electrolyzer or a device for artificial photosynthesis, designed to generate the at least one gas, a heating system 172, designed to burn off the at least one gas, a gasometer 180, designed to store the at least one gas, or an admixing unit 190, designed to admix at least one further gas to the at least one gas.
  • a generation module 160 can be designed to convert electrical energy, in particular provided at least by a wind turbine or solar system, into chemical energy by carrying out a material conversion which can release energy in a reverse reaction.
  • the reverse reaction does not necessarily have to be the chemical reverse reaction corresponding to the synthesis. Another reaction can also be provided in which energy is released.
  • the generation module 160 can be designed as an electrolyzer.
  • An electrolyzer can be understood as a device designed to force a redox reaction using electrical current.
  • the electrolyzer can be designed as a water electrolyzer in which water is decomposed into oxygen and hydrogen.
  • the generation module 160 can also be designed as a reversibly operable fuel cell.
  • other energy-containing substances for example ammonia, syngas, or methane, can also be synthesized.
  • the generation module 160 offers the advantage that the prosumer system 100 can independently generate at least one gas.
  • the gas can, for example, be fed into a gas network 300.
  • the meter 130 according to the invention determines the amount of gas fed in, so that the gas network 300 can be controlled accordingly and the prosumer can be remunerated.
  • a heating system 172 can be understood as a device for generating heat, in particular for a household or an industrial facility.
  • the heating system 172 can be designed to burn off the at least one gas.
  • the heating system 172 can have a heating system valve 173, with which a supply line to the heating system 172 can be blocked.
  • the heating system 172 has a fuel cell, which can generate electricity with the at least one gas, which is then supplied to a heat pump that generates the heat.
  • the gas generated by the prosumer himself can be used directly.
  • the heating system 172 is designed at least for heating with the at least one gas or for heating with another gas.
  • a second gas heating system 170 is provided, which can be designed in particular for heating with the other gas.
  • the second gas heating system 170 can in particular be designed to operate at least with natural gas or a mixture of natural gas and hydrogen to provide heat.
  • the secondary gas heating system 170 can have a secondary gas heating system valve 171, with which a supply line to the secondary gas heating system 170 can be blocked.
  • a combination device can utilize both gases or mixtures thereof. Optimal efficiency can be achieved with individual devices.
  • the operating medium is heated with (latent) waste heat and can thus be used to generate electricity and thus increase efficiency.
  • the methanation plant has a micro-air separation plant designed to extract CO2 .
  • the admixture unit can have at least one admixture unit feed valve 191, with which a connection at least to the bypass 110 and the inlet pressure regulator 111 can be blocked, or an admixture unit valve 192, with which the admixture unit can be separated at least from the generation module 160, the gasometer 180, the heating system 172, or the bypass 110.
  • the network meter 220 can in principle be constructed like a meter 130 of the prosumer system 100, so that the relevant statements also apply to the network meter 220.
  • the grid meter 220 comprises a communication device 221 configured to transmit at least a quantity, a temperature, or a pressure of the at least one gas detected by the grid meter 220.
  • the communication device can be configured as a smart meter gateway.
  • the high-pressure regulator 230 may have a control device 231, which is designed to receive at least one control signal for controlling the high-pressure regulator 230 or to transmit data.
  • the control signal can include a target pressure to which the pressure is to be reduced.
  • the control device allows a network controller, in particular a remote one, to directly intervene in the network system 200, in particular in the pressure provided on the medium-pressure line 330.
  • the method can be implemented as a computer-implemented method.
  • At least the secondary gas heating system valve 171, the secondary gas heating system supply valve 124, the final pressure regulator discharge valve 121, the final pressure regulator inlet valve 122, or the main connection valve 123 are open.
  • at least the generation module valve 161, the heating system valve 173, the heating system supply valve 125, which can be arranged between the heating system valve 173 and the final pressure regulator discharge valve 121, or the mixing unit valve 192 are closed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Prosumersystem (100) für die Abgabe an ein Gasnetz (300) und Aufnahme aus dem Gasnetz (300) zumindest eines Gases, umfassend:- einen Bypass (110), der dazu ausgeführt ist, in einem Einleitungsbetrieb (I) das zumindest eine Gas an einem Enddruckregler (120) vorbei in das Gasnetz (300) zu leiten, wobei der Enddruckregler (120) dazu ausgeführt ist, in einem Abnahmebetrieb (II) den Druck des zumindest einen Gases von einem Netzdruck auf einen Enddruck zu verringern,einen Zähler (130), welcher dazu ausgeführt ist, im Einleitungsbetrieb (I) die Abgabe des zumindest einen Gases an das Gasnetz (300) zu zählen und im Abnahmebetrieb (II) die Aufnahme des zumindest einen Gases aus dem Gasnetz (300) zu zählen. Ferner betrifft die Erfindung eine Netzanlage (200), ein Gasnetz (300), ein Betriebsverfahren (400) sowie ein Steuerungsverfahren (500).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Prosumersystem, eine Netzanlage, ein Gasnetz, ein Betriebsverfahren sowie ein Steuerungsverfahren.
  • Erdgasleitungen sind Rohrleitungen (auch Pipelines genannt), die meist dem Transport von Erdgas und deren Verteilung auf verschiedene Konsumenten dienen. Zusammen mit den Speichern und den Regelsystemen können die Gasleitungen ein Gasnetz bilden. Grundsätzlich eignen sich Erdgasleitungen auch für den Transport anderer Gase, beispielsweise Wasserstoff.
  • Damit das Gasnetz reibungslos funktioniert, ist es notwendig, den in den Leitungen herrschenden Druck zu regeln, damit das Gas abhängig vom Druck in die vorgesehene Richtung fließt. In der Regel wird zwischen Hochdruck- (Transport über lange Strecken), Mitteldruck- (Transport zum Konsumenten) und Niederdruckbereichen (Bereich beim Konsumenten) im Netz unterschieden. Ferner muss die Zusammensetzung und die Qualität des Gases kontrolliert werden, damit sichergestellt ist, dass beim Konsumenten auch das Gas in der gewünschten Zusammensetzung ankommt.
  • Prinzipiell sind bei bestehenden Gasnetzen die Konsumenten lediglich Verbraucher des im Netz vorhandenen Gases. Im Zuge der Energiewende wird es jedoch attraktiver für Verbraucher, selbst zum Produzenten von grünem Gas zu werden. Strom kann bereits in das Stromnetz von einem Konsumenten eingespeist werden. Da dieser Anschluss dann sowohl produziert als auch konsumiert, wird er damit zum sogenannten "Prosumer".
  • Da die Kapazitäten des Stromnetzes und elektrischer Speicher jedoch begrenzt sind und die Produktion durch erneuerbare Energien stark schwankt, kann es sinnvoll sein, die elektrische Energie chemisch, insbesondere in brennbaren Gasen, zu speichern.
  • Beim Gasnetz können Konsumenten jedoch derzeit keine Einspeisung vornehmen. Daher können Prosumer allenfalls zwischenspeichern und dann selbst wieder verbrauchen. Ist der Zwischenspeicher vollständig gefüllt, müsste die Erzeugung abgeschaltet oder das überschüssige Gas an die Atmosphäre abgeführt werden. Während die erste Möglichkeit den Wirkungsgrad der Erzeugung stark reduziert, hat die zweite Möglichkeit das Potential, klimaerwärmende Gase in die Atmosphäre zu leiten.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wenigstens einen der voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Prosumersystem, eine Netzanlage, ein Gasnetz, ein Betriebsverfahren sowie ein Steuerungsverfahren bereitzustellen, welche es ermöglichen, Gas in ein Gasnetz einzuspeisen und insbesondere das Gasnetz in einem Mischbetrieb zu betreiben.
  • Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Prosumersystem, durch eine Netzanlage, durch ein Gasnetz, durch ein Betriebsverfahren sowie durch ein Steuerungsverfahren. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Prosumersystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Netzanlage und/oder im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gasnetz und/oder im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren und/oder im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Erfindungsgemäß vorgesehen ist ein Prosumersystem für die Abgabe an ein Gasnetz und Aufnahme aus dem Gasnetz zumindest eines Gases, umfassend:
    • einen Bypass, der dazu ausgeführt ist, in einem Einleitungsbetrieb das zumindest ein Gas an einem Enddruckregler vorbei in das Gasnetz zu leiten, wobei der Enddruckregler dazu ausgeführt ist, in einem Abnahmebetrieb den Druck des zumindest einen Gases von einem Netzdruck auf einen Enddruck zu verringern,
    • einen Zähler, welcher dazu ausgeführt ist, im Einleitungsbetrieb die Abgabe des zumindest einen Gases an das Gasnetz zu zählen und im Abnahmebetrieb die Aufnahme des zumindest einen Gases aus dem Gasnetz zu zählen.
  • Mit anderen Worten kann ein erfindungsgemäßes System zum Abnehmen und Einspeisen von Gas in ein Gasnetz sowohl einen Leitungsweg aufweisen, welcher beim Einspeisen das Gas vorbei an einer Druckregelungsanlage leiten kann, die dazu ausgeführt ist, bei der Abnahme von Gas aus dem Gasnetz das Gas auf den Verbrauchsdruck herunterzuregeln, als auch einen Zähler, welcher sowohl das Abnehmen als auch das Einspeisen messen kann.
  • Ein Prosumersystem kann dazu eingerichtet sein, einem Gasnetzanschluss zu ermöglichen, Gas sowohl aus dem Gasnetz zu entnehmen als auch Gas in das Gasnetz einzuspeisen. Das Prosumersystem kann beispielsweise in einem Haushalt installierbar sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass ein Prosumersystem zumindest in einem Unternehmen oder einer Produktionsstätte installierbar ist.
  • Unter einer Abgabe an ein Gasnetz kann verstanden werden, dass Gas von dem Prosumer, insbesondere aus einem Niederdruckbereich, in das Gasnetz, insbesondere zumindest in einen Mittel- oder Hochdruckbereich, abgegeben wird. Unter einer Aufnahme aus dem Gasnetz kann verstanden werden, dass Gas aus dem Gasnetz, insbesondere zumindest aus einem Mittel- oder Hochdruckbereich, an den Prosumer, insbesondere in einen Niederdruckbereich, abgegeben wird. Es kann vorgesehen sein, dass über den Bypass Gas in eine Gasnetzleitung einspeisbar ist, aus der auch Gas bezogen wird. Bei der Gasleitung kann es sich um eine Gasleitung handeln, die zumindest für ein Gas der gleichen Zusammensetzung wie des abgebenen Gases, ein anderes Gas oder eine Mischung, insbesondere aus diesen beiden Gasen, ausgeführt ist.
  • Unter dem zumindest einen Gas kann prinzipiell jedes Gas verstanden werden, welches durch das Gasnetz bereitstellbar ist. Es kann vorgesehen sein, dass das Gas zumindest als Wasserstoff oder Erdgas ausgeführt ist. Erdgas ist ein kohlenwasserstoff-haltiges Gasgemisch, dessen chemische Zusammensetzung je nach Fundstätte beträchtlich schwankt. Im Zusammenhang mit der Erfindung kann mit Erdgas jedwede brennbare kohlenwasserstoffhaltige Gaszusammensetzung gemeint sein, auch, wenn diese nicht aus einer unterirdischen, natürlichen Lagerstätte stammt. Ferner kann das Gas zumindest als Methan ausgeführt sein oder im Wesentlichen Methan und Zusatzstoffe enthalten. Die Zusatzstoffe können insbesondere zumindest Ethan, Propan, Butan, Ethen oder Pentan umfassen. Ferner kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Gas eine Mischung aus Wasserstoff und Erdgas aufweist. Dabei kann der Wasserstoffanteil der Mischung zwischen 0 % und 50 % insbesondere zwischen 0 % und 20 % betragen. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das im Einleitungsbetrieb an das Gasnetz abgegebene Gas sich von dem im Abnahmebetrieb aufgenommenen Gas unterscheidet. Insbesondere kann das im Einleitungsbetrieb abgegebene Gas als Wasserstoff und das im Abnahmebetrieb aufgenommene Gas zumindest als Erdgas oder Mischung aus Wasserstoff und Erdgas ausgeführt sein.
  • Ein Bypass kann als eine Umgehungsleitung aufgefasst werden, welche eine weitere Leitung umgeht. Erfindungsgemäß kann der Bypass also den Enddruckregler umgehen, welcher normalerweise den Druck des abgenommenen Gases aus dem Gasnetz auf den Enddruck reduziert. Es kann also vorgesehen sein, dass im Einleitungsbetrieb kein Gas durch den Enddruckregler fließt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Enddruckregler zumindest ein Enddruckreglereinlassventil oder ein Enddruckreglerabgabeventil aufweist, welche im Einleitungsbetrieb geschlossen sein können. Der Bypass kann ebenfalls weitere Elemente aufweisen, welche im Rahmen der Beschreibung der Unteransprüche näher erläutert werden.
  • Unter einem Einleitungsbetrieb und/oder einem Abnahmebetrieb kann ein Modus verstanden werden, in dem das Prosumersystem betrieben wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Einleitungsbetrieb und/oder der Abnahmebetrieb einer vorgegebenen Stellung zumindest eines, insbesondere aller Ventile, entspricht. Die Vorgabe kann zumindest geschlossen, geöffnet oder indifferent umfassen. Im Einleitungsbetrieb kann das zumindest eine Gas an das Gasnetz, insbesondere eine Nieder- und/oder Mitteldruckleitung des Gasnetzes, abgegeben werden. Im Abnahmebetrieb kann das zumindest eine Gas vom Gasnetz, insbesondere von einer Nieder- und/oder Mitteldruckleitung des Gasnetzes, abgenommen werden. Dabei kann das Einleiten bzw. Abnehmen jeweils einer Strömungsrichtung des zumindest einen Gases zum Prosumersystem hin oder von diesem weg entsprechen.
  • Mit dem Ausdruck "an einem Enddruckregler vorbei" kann im Zusammenhang mit der Erfindung so aufgefasst werden, dass das zumindest eine Gas, das zur Einleitung in das Gasnetz bestimmt ist, nicht durch den Enddruckregler fließt. Der Endregler ist dazu ausgeführt, in einem Abnahmebetrieb den Druck des zumindest einen Gases von einem Netzdruck auf einen Enddruck zu verringern. Mit anderen Worten wird der Druck des aus dem Gasnetz strömenden Gases reduziert, insbesondere auf einen Niederdruck. Dieser Niederdruck kann insbesondere zwischen 20 bis 100 mbar liegen.
  • Ein Zähler kann als ein Messgerät zur Ermittlung einer durchgesetzten Gasmenge aufgefasst werden. Im Einleitungsbetrieb zählt der Zähler die Abgabe des zumindest einen Gases an das Gasnetz und im Abnahmebetrieb die Aufnahme des zumindest einen Gases aus dem Gasnetz. Ein solcher Zähler kann auch als Bidirektionalzähler bezeichnet werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Zähler zumindest die Abgabe und die Aufnahme separat zählt oder eine Abgabe und Aufnahme miteinander verrechnet, sodass eine Bilanz gemessen wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Zähler auf dem Messprinzip zumindest eines Balgengaszählers, Drehkolbenzählers, Turbinenradzählers, Ultraschallzählers, Wirbelgaszählers, Corioliszählers, Trommelgaszählers oder Thermoflussgaszählers beruht. Der Zähler kann ein Zählwerk umfassen, wobei insbesondere das Zählwerk eine Erfassungsvorrichtung der Stellung eines Magnetimpulsgebers und/oder gegeneinander verriegelte Zählwerke (je eines für Einspeisung und Bezug) aufweisen kann.
  • Bei einem Balgengaszähler werden durch Membranen voneinander getrennte Messkammern periodisch gefüllt und entleert. Ein Gelenkgetriebe überträgt die Membranbewegung auf eine Kurbelwelle. Die Kurbelwelle treibt zwei Schieber an, die den Gasstrom steuern. Dadurch kann der Gasstrom wechselseitig durch einen Balg geleitet werden. Die Drehbewegung des Getriebes wird über eine magnetische Kupplung auf ein Zählwerk übertragen. Balgengaszähler sind relativ günstig, lassen sich eichen und kommen in vielen Haushalten vor.
  • Ferner kann zumindest ein Sicherheitsabsperrvenil (SAV) oder ein Sicherheitsabblaseventil (SBV), insbesondere unabhängig von einem SAV und/oder SBV für den Gasbezug, vorgesehen sein.
  • Insgesamt bietet ein Prosumersystem gemäß der Erfindung den Vorteil, dass es ermöglicht, Gas aus einem Gasnetz zu entnehmen und in ein Gasnetz einzuspeisen und insbesondere das Gasnetz in einem Mischbetrieb zu betreiben. Durch den Bypass kann der Enddruckregler umgangen werden, welcher ansonsten die Einleitung verhindern würde. Der erfindungsgemäße Zähler ermöglicht es, dass in beiden Betriebsmodi die den Zähler durchströmende Gasmenge erfasst wird, wodurch die Steuerung des Gasnetzes dahingehend ermöglicht wird, als dass bekannt ist, wieviel von welcher Gasart gerade eingespeist bzw. abgeben wird.
  • Im Rahmen der Erfindung kann es von Vorteil sein, dass zumindest der Zähler dazu ausgeführt ist, für zumindest ein weiteres Gas, insbesondere Erdgas oder Wasserstoff, zumindest im Einleitungsbetrieb die Abgabe des zumindest einen weiteren Gases an das Gasnetz zu zählen oder im Abnahmebetrieb die Aufnahme des zumindest einen weiteren Gases aus dem Gasnetz zu zählen. Bei dem weiteren Gas kann es sich prinzipiell um eines der vorgenannten ersten Gase handeln, wobei sich das weitere Gas gegenüber dem zumindest einen Gas dadurch auszeichnet, dass es sich zumindest um ein anderes Gas oder eine andere Mischung handelt. Der Zähler kann insbesondere dazu ausgeführt sein, den Strom von Wasserstoff und Erdgas zu erfassen. Ferner kann der Zähler dazu ausgeführt sein zu erkennen, ob das zumindest eine Gas oder ein weiteres Gas den Zähler durchströmt, und insbesondere die Messung entsprechend anzupassen. Dadurch können durch einen einzelnen Zähler kompakt und einfach beide Gase gezählt werden. Alternativ oder in Ergänzung kann vorgesehen sein, dass der Zähler separate Zähleinheiten, auch Zählwerk genannt, für das zumindest eine und das weitere Gas aufweist, welche insbesondere gesonderte Anschlüsse aufweisen können. Dies ermöglicht eine besonders genaue Zählung. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass der Zähler dazu ausgeführt ist, das Verhältnis einer Mischung zumindest im zumindest einen Gas oder weiteren Gas zu detektieren und die Messung entsprechend anzupassen. Es kann vorgesehen sein, dass hierzu eine von Zähler separate Vorrichtung, welche insbesondere als Chromatograph ausgeführt sein kann, vorgesehen ist. Insbesondere kann der Zähler dazu ausgeführt sein, einen Wasserstoffanteil zumindest im zumindest ersten oder im weiteren Gas zu detektieren.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Zähler eine Datenübertragungseinheit aufweist. Dadurch können zumindest Zählerstände oder der Betriebsmodus des Prosumersystems übermittelt oder Steuerbefehle Empfangen werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Zähler als intelligentes Messsystem (auch Smartmeter genannt), insbesondere nach § 2 Nr. 7 des Messstellenbetriebsgesetzes (MsbG), ausgeführt ist. Anders ausgedrückt kann der Zähler dazu eingerichtet sein, digital Daten zu senden und zu empfangen und hierzu in ein Kommunikationsnetz einbindbar ist. Die Datenübertragungseinheit kann als Smart-Meter-Gateway (SMGW), insbesondere nach § 2 Nr. 19 des Messstellenbetriebsgesetzes, ausgeführt sein, das dazu ausgeführt ist, Daten zwischen Verbraucher, Netzbetreiber und Lieferant zu übertragen.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass zumindest ein Einleitungsdruckregler vorgesehen ist, welcher dazu ausgeführt ist, den Druck des zumindest einen Gases derart zu erhöhen, dass er in das Gasnetz einleitbar ist, wobei insbesondere der Bypass den Einleitungsdruckregler aufweist und/oder der Einleitungsdruckregler zumindest ein Einleitungsdruckreglereinlassventil oder ein Einleitungsdruckreglerabgabeventil aufweist. Durch den Einleitungsdruckregler kann der Druck des zumindest einen Gases auf den Druck eingestellt, insbesondere erhöht werden, welcher notwendig ist, um Gas in das Gasnetz einzuspeisen. Typischerweise wird der Druck auf ein Nieder- und/oder Mitteldruckniveau des Gasnetzes erhöht. Der Einleitungsdruckregler kann Teil des Bypasses sein. Mit anderen Worten kann dieser in der Leitung angeordnet sein, welche den Enddruckregler umgeht. Es kann vorgesehen sein, dass der Einleitungsdruckregler zumindest ein Einleitungsdruckreglereinlassventil oder ein Einleitungsdruckreglerabgabeventil aufweist. Durch die Ventile kann der Gasfluss vom und zum Einleitungsdruckregler freigegeben oder gesperrt werden. Ist der Einleitungsdruckregler Teil des Bypasses, kann durch die Ventile der Bypass insgesamt freigegeben oder gesperrt werden.
  • Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass der Zähler als Retrofit, insbesondere für einen Balgengaszähler, ausgeführt ist. Unter Retrofit kann eine Modernisierung oder ein Ausbau einer bestehenden (meist älteren und nicht mehr produzierten) Vorrichtung verstanden werden. Mit anderen Worten kann der Zähler derart ausgeführt sein, dass er einen anderen, insbesondere älteren, Zähler zumindest teilweise ersetzt. Es kann vorgesehen sein, dass der Zähler als Doppelzählwerk ausgeführt ist, welches ein Einfachzählwerk eines alten Zählers ersetzt. Ferner kann vorgesehen sein, dass im Rahmen des Retrofittings eine vorhandene Rücklaufsperre im alten Zähler entfernt wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Zähler als Ersatz für die Rücklaufsperre einen Platzhalter aufweist, der einen Rücklauf zulässt.
  • Es ist ferner denkbar, dass ein Sensor vorgesehen ist, welcher dazu ausgeführt ist, zumindest einen Druck, eine Temperatur oder ein Volumen des zumindest einen Gases zu erfassen. Der Sensor kann als Teil des Bypasses ausgeführt sein, also ebenfalls in der Leitung angeordnet sein, die den Enddruckregler umgeht. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Sensor Teil des Zählers ist. Ebenfalls ist es denkbar, dass der Sensor Teil eines Sensorsystems ist, welches zumindest einen zweiten Sensor umfasst, welcher zumindest einen weiteren Druck, eine weitere Temperatur oder ein weiteres Volumen erfasst. Durch den Sensor oder das Sensorsystem kann ein Zustand des Prosumersystems erfasst werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Zustand, welcher insbesondere zumindest einen Messwert oder eine aus dem zumindest einen Messwert abgeleitete Information umfasst, über eine Kommunikationseinheit, insbesondere ausgeführt als Smart-Meter Gateway, insbesondere nach § 2 Nr. 19 des Messstellenbetriebsgesetzes, an eine Netzsteuerung übertragbar ist. Durch die Erfassung von Messwerten oder des Systemzustands kann über die Netzsteuerung sowohl in die Steuerung des Netzes als auch in die Steuerung des Prosumersystems eingegriffen werden. So lassen sich unerwünschte Zustände sicher vermeiden.
  • Auch ist es denkbar, dass der Zähler, insbesondere kalorisch, geeicht ist, und/oder dass der Zähler ein Ramanspektrometer aufweist, das dazu ausgeführt ist, das zumindest eine Gas mit einem Referenzgas zu vergleichen.
  • Durch die Eichung wird erreicht, dass der Zähler auch zum Abrechnen verwendet werden kann, was für den Benutzer den Vorteil bietet, dass er für eine Einspeisung eine entsprechende Vergütung geltend machen kann. Ferner wird durch die Eichung sichergestellt, dass die erfassten Messwerte in ihrer Genauigkeit im Rahmen einer gesetzlichen Norm liegen, wodurch die Netzsteuerung genauer wird.
  • Ein Ramanspektrometer kann als ein Messsystem aufgefasst werden, welches auf der inelastischen Streuung von Photonen, der so genannten Raman-Streuung, beruht. Das Ramanspektrometer kann eine monochromatische Lichtquelle aufweisen, welche insbesondere als Laser zumindest im sichtbaren, nahen infraroten oder nahen ultravioletten Bereich ausgeführt sein kann. Das monochromatische Licht interagiert mit Molekülschwingungen, Phononen oder anderen Anregungen im untersuchten Gas, wodurch die Energie der eingestrahlten Photonen nach oben oder unten verschoben wird. Die Energieverschiebung gibt Aufschluss über die Schwingungsmoden im System, welche spezifisch für ein Stoff bzw. ein Element sind. Ein Ramanspektrometer bietet den Vorteil, dass zerstörungsfrei Gase, insbesondere deren Konzentration detektiert werden kann. Darüber hinaus sind Ramanspektrometer kompakt aufbaubar und benötigen keine Verbrauchsmittel (z.B. Testgase).
  • Ferner kann eine kryogene Abkühlung, insbesondere auf zumindest -200 °C vorgesehen sein. Hierdurch werden unterwünschte Stoffe abgeschieden. Die kryogene Abkühlung kann zumindest vor dem Zähler oder so angeordnet sein, dass vor der Abgabe des zumindest einen Gases an das Gasnetz dieses durch die kryogene Abkühlung gereinigt wird.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es optional möglich, dass eine Odorierung vorgesehen ist, welche dazu ausgeführt ist, dem zumindest einen Gas eine geruchsintensive Substanz zuzusetzen. Die Odorierung kann als Vorrichtung aufgefasst werden, welche dazu ausgeführt ist, dem zumindest einen Gas einen Zusatz einer oder mehrerer geruchsintensiver Substanzen (Odoriermittel) beizumengen. Dies bietet den Vorteil, dass die zugefügten Substanzen als Warn- oder Alarmsignal dienen können und daher eine Gefährdung durch ein weitgehend geruchloses zumindest einen Gases vermeiden können. Die Odorierung kann als Teil des Bypasses ausgeführt sein. Alternativ oder in Ergänzung kann sie auch zumindest an einem Gasometer oder einem Erzeugungsmodul (nachfolgend beschrieben) angeordnet sein. Durch die Anordnung am Gasometer oder einem Erzeugungsmodul wird der Vorteil erreicht, dass ein vom Prosumer produziertes Gas, welches natürlicherweise keinen Geruch aufweist, direkt odoriert und damit erkennbar wird.
  • Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass zumindest ein Erzeugungsmodul, insbesondere umfassend einen Elektrolyseur, ausgeführt zum Erzeugen des zumindest einen Gases, eine Heizanlage, ausgeführt zum Abbrennen des zumindest einen Gases, ein Gasometer, ausgeführt zum Speichern des zumindest einen Gases, oder eine Beimischeinheit, ausgeführt zum Beimischen zumindest eines weiteren Gases zum zumindest einen Gas, vorgesehen ist.
  • Ein Erzeugungsmodul kann dazu ausgeführt sein, elektrische Energie, insbesondere bereitgestellt zumindest durch eine Windkraft oder Solaranlage, in chemische Energie umzuwandeln, indem eine Stoffumwandlung durchgeführt wird, welche bei einer Rückreaktion Energie freisetzen kann. Bei der Rückreaktion muss es sich nicht zwangsläufig um die der Synthese entsprechende chemische Rückreaktion handeln. Es kann auch eine andere Reaktion vorgesehen sein, bei der Energie frei wird. Das Erzeugungsmodul kann als Elektrolyseur ausgeführt sein. Ein Elektrolyseur kann als eine Vorrichtung aufgefasst werden, die dazu ausgeführt ist, mit elektrischem Strom eine Redoxreaktion zu erzwingen. Der Elektrolyseur kann als Wasserelektrolyseur ausgeführt sein, bei dem Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt wird. Ebenfalls kann das Erzeugungsmodul als reversibel betreibbare Brennstoffzelle ausgeführt sein. Ferner können auch andere energiehaltige Stoffe, beispielsweise Ammoniak, Syngas oder Methan synthetisiert werden. Das Erzeugungsmodul bietet den Vorteil, dass das Prosumersystem zumindest ein Gas selbstständig erzeugen kann. Das Gas kann beispielsweise in ein Gasnetz eingespeist werden. Durch den erfindungsgemäßen Zähler wird die eingespeiste Gasmenge bestimmt, sodass das Gasnetz entsprechend gesteuert und der Prosumer vergütet werden kann.
  • Eine Heizanlage kann als eine Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme, insbesondere für einen Haushalt oder eine industrielle Anlage, aufgefasst werden. Die Heizanlage kann dazu ausgeführt sein, das zumindest eine Gas abzubrennen. Die Heizanlage kann ein Heizanlagenventil aufweisen, mit welchem eine Zuleitung zur Heizanlage gesperrt werden kann. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Heizanlage eine Brennstoffzelle aufweist, welche mit dem zumindest einen Gas Strom erzeugen kann, welcher einer Wärmepumpe bereitgestellt wird, die die Wärme erzeugt. Durch die genannten Varianten kann insbesondere das durch den Prosumer selbst erzeugte Gas direkt verwendet werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Heizanlage zumindest zum Heizen mit dem zumindest einen Gas oder zum Heizen mit einem weiteren Gas ausgeführt ist. Alternativ oder in Ergänzung kann vorgesehen sein, dass eine Zweitgasheizanlage vorgesehen ist, welche insbesondere zum Heizen mit dem weiteren Gas ausgeführt sein kann. Die Zweitgasheizanlage kann insbesondere dazu ausgeführt sein, zumindest mit Erdgas oder eine Mischung aus Erdgas und Wasserstoff Wärme bereitzustellen. Die Zweitgasheizanlage kann ein Zweitgasheizanlagenventil aufweisen, mit welchem eine Zuleitung zur Zweitgasheizanlage gesperrt werden kann. Durch ein Kombigerät können beide Gase oder Mischungen daraus genutzt werden. Durch Einzelgeräte lässt sich ein optimaler Wirkungsgrad erreichen.
  • Ein Gasometer kann als eine Art Tank aufgefasst werden, der dazu ausgeführt ist, zumindest ein Gas zu speichern. Das Gasometer kann ein Gasometerventil aufweisen, welches in einer geöffneten Stellung einen Gasfluss in das Gasometer und aus dem Gasometer freigibt und in einer geschlossenen Stellung einen Gasfluss vom und zum Gasometer verhindert. Es kann vorgesehen sein, dass das Gasometer eine Füllstandsüberwachung aufweist, die dazu ausgebildet ist, zumindest den Druck, das Volumen, die Temperatur, den Zufluss, oder Abfluss des zumindest einen Gases im (bzw. zum oder vom) Gasometer zu überwachen.
  • Die Beimischeinheit ist eine Vorrichtung, die dazu ausgeführt ist, dem zumindest einen Gas oder dem weiteren Gas eine Substanz zuzuführen, um eine chemische Reaktion auszulösen. Es kann vorgesehen sein, dass die Beimischeinheit als Methanisierungsanlage ausgeführt ist. Eine Methanisierungsanlage erzeugt eine chemische Reaktion, bei der zumindest Kohlenstoffmonoxid oder Kohlenstoffdioxid (CO2) in Methan umgewandelt wird. Die Reaktion von Kohlenstoffdioxid zu Methan und Wasser wird auch als Sabatier-Prozess oder die Sabatier-Reaktion bezeichnet. Es kann vorgesehen sein, dass das zugeführte CO2, insbesondere in einer Patrone oder Flasche, in der Methanisierungsanlage bevorratet wird. Es ist denkbar, dass zur Adsorption von CO2 aus der Luft und/oder aus einem Abgasstrom zumindest einer Heizungsanlage, einer Brennstoffzelle oder einem Blockheizkraftwerk ein Adsorptionsstoff, insbesondere Zeolith, vorgesehen ist. So kann mit einer chemischen Umwandlung des CO/CO2 in molekularen (festen/pulverförmigen) Kohlenstoff der im Winter anfallende Stoffstrom in einen einfach handhabbaren und ohne großen technischen Aufwand lagerbaren Zustand gebracht werden. Der Adsoptionsstoff, insbesondere Zeolith, kann bei einem Methanisierungsprozess, welcher hohe Temperaturen erfordern kann, regeneriert werden, sodass die Freigabe des CO2 für den Reaktionsprozess zu nutzen. Weitere entstehende Abwärme kann zumindest für eine Warmwasseraufbereitung oder für Kleinsttrubineneinheiten (ähnlich Dampfturbinen oder Expansionsmaschinen) verwendet werden. Hier wird das Betriebsmedium mit (latenter) Abwärme aufgeheizt und kann so zur Stromproduktion und damit Erhöhung des Wirkungsgrads genutzt werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Methanisierungsanlage eine Kleinstluftzerlegeanlage aufweist, welche dazu ausgeführt ist, CO2 zu gewinnen. Die Beimischungseinheit kann zumindest ein Beimischeinheitzuspeiseventil aufweisen, mit dem eine Verbindung zumindest zum Bypass und dem Einleitungsdruckregler gesperrt werden kann, oder ein Beimischeinheitventil, mit dem die Beimischungseinheit zumindest von dem Erzeugungsmodul, dem Gasometer, der Heizanlage oder dem Bypass getrennt werden kann.
  • Die obenstehende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine erfindungsgemäße Netzanlage zur Regelung eines Gasnetzes aufweisend:
    • eine Separationseinheit, die dazu ausgeführt ist, zumindest ein Gas und ein weiteres Gas, die über eine Nieder- und/oder Mitteldruckleitung bereitstellbar sind, voneinander zu separieren und einer Mittel- und/oder Hochdruckleitung und einer Mischhochdruckleitung zuzuführen,
    • einen Netzzähler, welcher dazu ausgeführt ist, eine Menge zumindest eines Gases zu messen, die von der Mischhochdruckleitung an die Mitteldruckleitung abgebbar ist,
    • einen Hochdruckregler, welcher zwischen der Mischhochdruckleitung und der Mitteldruckleitung angeordnet und dazu ausgeführt ist, den Druck des zumindest einen Gases von einem Hochdruckbereich auf einen Mitteldruckbereich zu reduzieren.
  • Damit ergeben sich in Bezug auf eine erfindungsgemäße Netzanlage die gleichen Vorteile, wie sie bereits in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Prosumersystem beschrieben worden sind.
  • Eine Netzanlage kann in einem Mittel- oder Hochdruckbereich, insbesondere an einer Schnittstelle zwischen einem Mittel- und Hochdruckbereich, installierbar sein. Unter einer Regelung des Gasnetzes kann insbesondere die Regelung der Strömung des Gases, insbesondere dessen Menge und Richtung, sowie die Zusammensetzung verstanden werden.
  • Eine Separationseinheit kann als Vorrichtung aufgefasst werden, welche zumindest zwei Gase bzw. eine Gasmischung zumindest teilweise in unterschiedliche Gase trennen kann. Wenn der Prosumer beispielsweise Wasserstoff in ein hauptsächlich mit Erdgas betriebenes Gasnetz einspeist, kann die Separationseinheit dazu ausgeführt sein, das in der Nieder- und/oder Mitteldruckleitung befindliche Gasgemisch (aus Erdgas und Wasserstoff) zu trennen und in separate Hochdruckleitungen abzugeben. Hierzu kann die Separationseinheit jeweils einen Gasverdichter und/oder einen Zweitgasverdichter aufweisen. Gasverdichter und/oder Zweitgasverdichter können jeweils ein Gasverdichterventil bzw. ein Zweitgasverdichterventil aufweisen, welche jeweils dazu ausgeführt sind, den Gasverdichter bzw. den Zweitgasverdichter von den jeweiligen Hochdruckleitungen zu trennen.
  • Der Netzzähler kann prinzipiell so aufgebaut sein wie ein Zähler des Prosumersystems, sodass die diesbezüglichen Ausführungen auch für den Netzzähler gelten.
  • Der Hochdruckregler ist dazu ausgeführt, den Druck des zumindest einen Gases, welcher von einer Hochdruckleitung bereitgestellt wird, beim Übergang auf eine Mitteldruckleitung auf den Mitteldruckbereich zu reduzieren. Der Mitteldruck kann im Bereich von 100 bis max. 1000 Millibar und/oder der Hochdruckbereich im Bereich von 1 bis 200 bar liegen.
  • In Bezug auf die vorliegende Erfindung ist es vorstellbar, dass der Netzzähler eine Kommunikationsvorrichtung aufweist, welche dazu ausgeführt ist, zumindest eine Menge, eine Temperatur oder einen Druck des durch den Netzzähler erfassten zumindest einen Gases zu senden. Insbesondere kann die Kommunikationsvorrrichtung als Smart-Meter Gateway ausgeführt sein. Durch das Bereitstellen der Daten des Netzzählers kann der Vorteil erreicht werden, dass eine Netzsteuerung auch aus der Ferne zielgenau vorgenommen werden kann.
  • Ferner ist es vorstellbar, dass der Hochdruckregler eine Steuerungsvorrichtung aufweist, welche dazu ausgeführt ist, zumindest ein Steuersignal zur Steuerung des Hochdruckreglers zu empfangen oder Daten zu senden. Es kann vorgesehen sein, dass das Steuersignal, einen Zieldruck umfasst, auf den der Druck reduziert werden soll. Durch die Steuervorrichtung lässt sich von einer insbesondere entfernten, Netzsteuerung direkt in die Netzanlage, insbesondere in den an der Mitteldruckleitung bereitgestellten Druck, eingreifen.
  • Die obenstehende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein erfindungsgemäßes Gasnetz, umfassend zumindest ein erfindungsgemäßes Prosumersystem oder eine erfindungsgemäße Netzanlage, wobei insbesondere das Prosumersystem durch eine Mitteldruckleitung mit der Netzanlage verbunden ist.
  • Damit ergeben sich in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Gasnetz die gleichen Vorteile, wie sie bereits in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Prosumersystem und/oder einer erfindungsgemäße Netzanlage beschrieben worden sind.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Gasnetz zumindest eine Hochdruckleitung zur Bereitstellung zumindest eines zumindest ersten Gases oder eines weiteren Gases umfasst. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Hochdruckleitung, über eine, insbesondere erfindungsgemäße Netzanlage mit einer Mitteldruckleitung verbunden ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Mitteldruckleitung über ein Prosumersystem mit einer Niederdruckleitung verbunden ist. Die Niederdruckleitung kann insbesondere in einem Haushalt, Unternehmen oder Produktionsstätte installiert sein. Das Gasnetz kann ferner zumindest eine Gasnetzsteuerung umfassen, die dazu ausgeführt ist, Messdaten zu empfangen und entsprechend der Messdaten Steuersignale auszusenden, um insbesondere zumindest den Gasfluss, die Zusammensetzung oder den Druck innerhalb des Gasnetzes auf einem geplanten Niveau zu halten.
  • Die obenstehende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein erfindungsgemäßes Betriebsverfahren zum Betreiben eines Prosumersystems, insbesondere eines erfindungsgemäßen Prosumersystems, das an ein Gasnetz angeschlossen ist, umfassend:
    • Einleiten zumindest eines Gases durch einen Bypass an einem Enddruckregler vorbei in das Gasnetz,
    • Abnehmen des zumindest einen Gases aus dem Gasnetz, wobei ein Enddruckregler den Druck des zumindest einen Gases von einem Netzdruck auf einen Enddruck verringert,
    • Zählen des eingeleiteten zumindest einen Gases und des abgenommenen zumindest einen Gases durch einen Zähler.
  • Das Verfahren kann als computerimplementiertes Verfahren ausgeführt sein.
  • Die Verfahrensschritte können zumindest teilweise gleichzeitig und/oder zeitlich nacheinander ablaufen, wobei die Reihenfolge der Verfahrensschritte nicht durch die angegebene Reihenfolge begrenzt ist, sodass einzelne Schritte in unterschiedlicher Reihenfolge durchführbar sind. Ferner können einzelne oder sämtliche Schritte wiederholt durchgeführt werden.
  • Damit ergeben sich in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Betriebsverfahren die gleichen Vorteile, wie sie bereits in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Prosumersystem und/oder eine erfindungsgemäße Netzanlage und/oder ein erfindungsgemäßes Gasnetz beschrieben worden sind.
  • Beim Einleiten kann vorgesehen sein, dass das eingeleitete Gas von einem Erzeugungsmodul oder einem Gasometer bereitgestellt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest das Einleitungsdruckreglereinlassventil und/oder das Einleitungsdruckreglerabgabeventil geschlossen sind, sodass der Gasfluss zur Mitteldruckleitung nur über den Bypass erfolgen kann. Ferner kann ein Zweitgasheizanlagezuspeisungsventil, welches zwischen dem Bypass und dem Enddruckregler auf der einen und einer Zweitgasheizanlage auf der anderen Seite geschlossen sein, um den Gasfluss zu der Zweitgasheizanlage zu unterbinden. Die Zweitgasheizanlage kann insbesondere dazu ausgeführt sein, zumindest mit Erdgas oder einer Mischung aus Erdgas und Wasserstoff Wärme bereitzustellen.
  • Alternativ oder in Ergänzung kann vorgesehen sein, dass beim Einleiten ein Anschlusshauptventil, welches den Gasanschluss des Prosumers mit der Mitteldruckleitung des Gasnetzes verbindet, ein Erzeugungsmodulventil, welches auf einer Seite mit dem Erzeugungsmodul und auf der anderen Seite zumindest mit dem Bypass verbunden ist, geöffnet ist. Ebenfalls kann zumindest das Heizanlagenventil, das Beimischeinheitventil, das Enddruckreglerabgabeventil oder das Enddruckreglereinlassventil geschlossen sein.
  • Beim Abnehmen des zumindest einen Gases kann vorgesehen sein, dass zumindest das Zweitgasheizanlagenventil, das Zweitgasheizanlagezuspeisungsventil, das Enddruckreglerabgabeventil, das Enddruckreglereinlassventil, oder das Anschlusshauptventil geöffnet sind. Ebenfalls kann beim Abnehmen des zumindest einen Gases vorgesehen sein, dass zumindest das Erzeugungsmodulventil, das Heizanlagenventil, das Heizanlagezuspeisungsventil, welches zwischen dem Heizanlagenventil und dem Enddruckreglerabgabeventil angeordnet sein kann, oder das Beimischeinheitventil geschlossen ist.
  • Im Rahmen der Erfindung kann es von Vorteil sein, dass zumindest ein Erzeugen zumindest eines Gases, insbesondere Wasserstoff, durch ein Erzeugungsmodul vorgesehen ist, oder beim Einleiten zumindest ein Teil des zumindest einen Gases von einem Gasometer bezogen wird.
  • Die obenstehende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein erfindungsgemäßes Steuerungsverfahren zum Steuern einer Netzanlage, insbesondere einer erfindungsgemäßen Netzanlage, umfassend:
    • Messen einer Menge des zumindest einen Gases, die von einer Mischhochdruckleitung an die Mitteldruckleitung abgegeben wird, in einem Mischbetrieb, insbesondere durch einen Netzzähler,
    • Reduzieren des Drucks des zumindest einen Gases von einem Hochdruckbereich auf einen Mitteldruckbereich durch einen Hochdruckregler, welcher zwischen der Mischhochdruckleitung und der Mitteldruckleitung angeordnet ist, im Mischbetrieb, insbesondere durch einen Hochdruckregler,
    • Separieren des zumindest einen Gases und eines weiteren Gases, die über eine Mitteldruckleitung bereitgestellt werden und Überführen in eine Mischhochdruckleitung und eine Hochdruckleitung in einem Separationsbetrieb, insbesondere durch eine Separationseinheit.
  • Das Verfahren kann als computerimplementiertes Verfahren ausgeführt sein.
  • Die Verfahrensschritte können zumindest teilweise gleichzeitig und/oder zeitlich nacheinander ablaufen, wobei die Reihenfolge der Verfahrensschritte nicht durch die angegebene Reihenfolge begrenzt ist, sodass einzelne Schritte in unterschiedlicher Reihenfolge durchführbar sind. Ferner können einzelne oder sämtliche Schritte wiederholt durchgeführt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung zumindest des zumindest einen Gases oder weiteren Gases überwacht wird, wobei insbesondere bei der Überschreitung eines Grenzwertes, insbesondere 20 % Wasserstoff, eine Aktivierung zumindest der Separationseinheit erfolgt. In diesem Fall ebenfalls aktiviert werden kann zumindest der Gasverdichter oder der Zweitgasverdichter. Falls vorhanden, können entsprechend zumindest das Gasverdichterventil oder das Zweitgasverdichterventil geöffnet werden. Geschlossen werden können zumindest ein Mischhochdruckleitungsventil, welches zwischen der Separationseinheit und dem Hochdruckregler angeordnet ist, oder ein Mitteldruckleitungsventil, welches zwischen dem Hochdruckregler und dem Zweitgasverdichterventil angeordnet ist. Dadurch kann vermieden werden, dass Gas, das den Grenzwert überschreitet, in die Hochdruckleitung fließt.
  • Ferner kann das Steuerungsverfahren zum Steuern einer Netzanlage Teil eines Betriebsverfahren zum Betreiben eines Prosumersystems und umgekehrt sein, insbesondere im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen Gasnetz, welches sowohl ein Prosumersystem als auch eine Netzanlage aufweist.
  • Im Rahmen der Erfindung wird von Betriebsverfahren und Steuerungsverfahren gesprochen, allerdings dienen die Begriffe nur der besseren Abgrenzung der Verfahrensansprüche untereinander. Mit anderen Worten sollen dabei die Begriffe "Betrieb" und "Steuerung" nicht zur Abgrenzung des einen vom anderen Verfahren dienen. Diese unterscheiden sich vielmehr durch die gesteuerte bzw. betriebene Vorrichtung und die enthaltenen Schritte.
  • Damit ergeben sich in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Steuerungsverfahren die gleichen Vorteile, wie sie bereits in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Prosumersystem und/oder eine erfindungsgemäße Netzanlage und/oder ein erfindungsgemäßes Gasnetz und/oder ein erfindungsgemäßes Betriebsverfahren beschrieben worden sind.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei zeigt
    • Fig. 1
    ein Prosumersystem in einem Einleitungsbetrieb,
    Fig. 2
    ein Prosumersystem in einem Abnahmebetrieb,
    Fig. 3
    eine Netzanlage im Mischbetrieb,
    Fig. 4
    eine Netzanlage im Separationsbetrieb,
    Fig. 5
    ein Betriebsverfahren, und
    Fig. 6
    ein Steuerungsverfahren.
  • In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale, auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen, die identischen Bezugszeichen verwendet.
  • Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Prosumersystem 100 für die Abgabe an ein Gasnetz 300 und Aufnahme aus dem Gasnetz 300 zumindest eines Gases, umfassend:
    • einen Bypass 110, der dazu ausgeführt ist, in einem Einleitungsbetrieb I das zumindest eine Gas an einem Enddruckregler 120 vorbei in das Gasnetz 300 zu leiten, wobei der Enddruckregler 120 dazu ausgeführt ist, in einem Abnahmebetrieb II (siehe Fig. 2) den Druck des zumindest einen Gases von einem Netzdruck auf einen Enddruck zu verringern,
    • einen Zähler 130, welcher dazu ausgeführt ist, im Einleitungsbetrieb I die Abgabe des zumindest einen Gases an das Gasnetz 300 zu zählen 430 und im Abnahmebetrieb II die Aufnahme des zumindest einen Gases aus dem Gasnetz 300 zu zählen 430.
  • Mit anderen Worten kann ein erfindungsgemäßes System zum Abnehmen 420 und Einspeisen von Gas in ein Gasnetz 300 sowohl einen Leitungsweg aufweisen, welcher beim Einspeisen das Gas vorbei an einer Druckregelungsanlage leiten kann, die dazu ausgeführt ist, bei der Abnahme vom Gas das Gas auf den Verbrauchsdruck herunterzuregeln, als auch einen Zähler 130, welcher sowohl das Abnehmen 420 als auch das Einspeisen messen 510 kann.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Komponenten des Prosumersystems 100 wie in der Fig. 1 oder 2 gezeigt miteinander verbunden sind. Während Fig. 1 ein Prosumersystem 100 in einem Einleitungsbetrieb I zeigt, stellt die Fig. 2 ein Prosumersystem 100 in einem Abnahmebetrieb II dar.
  • Ein Prosumersystem 100 kann dazu eingerichtet sein, einem Gasnetzanschluss zu ermöglichen, Gas sowohl aus dem Gasnetz 300 zu entnehmen (Fig. 2) als auch Gas in das Gasnetz 300 einzuspeisen (Fig. 1). Das Prosumersystem 100 kann beispielsweise in einem Haushalt installierbar sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass ein Prosumersystem 100 zumindest in einem Unternehmen oder einer Produktionsstätte installierbar ist.
  • Unter einer Abgabe an ein Gasnetz 300 kann verstanden werden, dass Gas von dem Prosumer, insbesondere aus einem Niederdruckbereich, in das Gasnetz 300, insbesondere zumindest in einen Mittel- oder Hochdruckbereich, abgegeben wird. Unter einer Aufnahme aus dem Gasnetz 300 kann verstanden werden, dass Gas aus dem Gasnetz 300, insbesondere zumindest aus einem Mittel- oder Hochdruckbereich, an den Prosumer, insbesondere in einen Niederdruckbereich, abgegeben wird.
  • Unter dem zumindest einen Gas kann prinzipiell jedes Gas verstanden werden, welches durch das Gasnetz 300 bereitstellbar ist. Es kann vorgesehen sein, dass das Gas zumindest als Wasserstoff oder Erdgas ausgeführt ist. Erdgas ist ein kohlenwasserstoff-haltiges Gasgemisch, dessen chemische Zusammensetzung je nach Fundstätte beträchtlich schwankt. Im Zusammenhang mit der Erfindung kann mit Erdgas jedwede brennbare kohlenwasserstoffhaltige Gaszusammensetzung gemeint sein, auch, wenn diese nicht aus einer unterirdischen, natürlichen Lagerstätte stammt. Ferner kann das Gas zumindest als Methan ausgeführt sein oder im Wesentlichen Methan und Zusatzstoffe enthalten. Die Zusatzstoffe können insbesondere zumindest Ethan, Propan, Butan, Ethen oder Pentan umfassen. Ferner kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Gas eine Mischung aus Wasserstoff und Erdgas aufweist. Dabei kann der Wasserstoffanteil der Mischung zwischen 0 % und 50 % insbesondere zischen 0 % und 20 % betragen. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das im Einleitungsbetrieb I an das Gasnetz 300 abgegebene Gas sich von dem im Abnahmebetrieb II aufgenommenen Gas unterscheidet. Insbesondere kann das im Einleitungsbetrieb I abgegebene Gas als Wasserstoff und das im Abnahmebetrieb II aufgenommene Gas zumindest als Erdgas oder Mischung aus Wasserstoff und Erdgas ausgeführt sein.
  • Ein Bypass 110 kann als eine Umgehungsleitung aufgefasst werden, welche eine weitere Leitung umgeht. Erfindungsgemäß kann der Bypass 110 also den Enddruckregler 120 umgehen, welcher normalerweise den Druck des abgenommenen Gases aus dem Gasnetz 300 auf den Enddruck reduziert. Es kann also vorgesehen sein, dass im Einleitungsbetrieb I kein Gas durch den Enddruckregler 120 fließt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Enddruckregler 120 zumindest ein Enddruckreglereinlassventil 122 oder ein Enddruckreglerabgabeventil 121 aufweist, welche im Einleitungsbetrieb I geschlossen sein können. Der Bypass 110 kann ebenfalls weitere Elemente aufweisen, welche im Rahmen der Beschreibung der Unteransprüche näher erläutert werden.
  • Unter einem Einleitungsbetrieb I und/oder einem Abnahmebetrieb II kann ein Modus verstanden werden, in dem das Prosumersystem 100 betrieben wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Einleitungsbetrieb I und/oder der Abnahmebetrieb II einer vorgegebenen Stellung zumindest eines, insbesondere aller Ventile, entspricht. Die Vorgabe kann zumindest geschlossen, geöffnet oder indifferent umfassen. Im Einleitungsbetrieb I kann das zumindest eine Gas an das Gasnetz 300, insbesondere eine Mitteldruckleitung 320 des Gasnetzes 300, abgegeben werden. Im Abnahmebetrieb II kann das zumindest eine Gas vom Gasnetz 300, insbesondere von einer Mitteldruckleitung 320 des Gasnetzes 300, abgenommen werden. Dabei kann das Einleiten 410 bzw. Abnehmen 420 jeweils einer Strömungsrichtung des zumindest einen Gases zum Prosumersystem 100 hin oder von diesem weg entsprechen.
  • Mit dem Ausdruck "an einem Enddruckregler 120 vorbei" kann im Zusammenhang mit der Erfindung so aufgefasst werden, dass das zumindest eine Gas, das zur Einleitung in das Gasnetz 300 bestimmt ist, nicht durch den Enddruckregler 120 fließt. Der Endregler ist dazu ausgeführt, in einem Abnahmebetrieb II den Druck des zumindest einen Gases von einem Netzdruck auf einen Enddruck zu verringern. Mit anderen Worten wird der Druck des aus dem Gasnetz 300 strömenden Gases reduziert, insbesondere auf einen Niederdruck. Dieser Niederdruck kann insbesondere zwischen 20 bis 100 mbar liegen.
  • Ein Zähler 130 kann als ein Messgerät zur Ermittlung einer durchgesetzten Gasmenge aufgefasst werden. Im Einleitungsbetrieb I zählt der Zähler 130 die Abgabe des zumindest einen Gases an das Gasnetz 300 und im Abnahmebetrieb II die Aufnahme des zumindest einen Gases aus dem Gasnetz 300. Ein solcher Zähler 130 kann auch als Bidirektionalzähler bezeichnet werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Zähler 130 zumindest die Abgabe und die Aufnahme separat zählt oder eine Abgabe und Aufnahme miteinander verrechnet, sodass eine Bilanz gemessen wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Zähler 130 auf dem Messprinzip zumindest eines Balgengaszählers, Drehkolbenzählers, Turbinenradzählers, Ultraschallzählers, Wirbelgaszählers, Corioliszählers, Trommelgaszählers oder Thermoflussgaszählers beruht. Der Zähler 130 kann ein Zählwerk umfassen, wobei insbesondere das Zählwerk eine Erfassungsvorrichtung der Stellung eines Magnetimpulsgebers und/oder gegeneinander verriegelte Zählwerke (je eines für Einspeisung und Bezug) aufweisen kann.
  • Bei einem Balgengaszähler werden durch Membranen voneinander getrennte Messkammern periodisch gefüllt und entleert. Ein Gelenkgetriebe überträgt die Membranbewegung auf eine Kurbelwelle. Die Kurbelwelle treibt zwei Schieber an, die den Gasstrom steuern. Dadurch kann der Gasstrom wechselseitig durch einen Balg geleitet werden. Die Drehbewegung des Getriebes wird über eine magnetische Kupplung auf ein Zählwerk übertragen.
  • Balgengaszähler sind relativ günstig, lassen sich eichen und kommen in vielen Haushalten vor.
  • Insgesamt bietet ein Prosumersystem 100 gemäß der Erfindung den Vorteil, dass es ermöglicht, Gas aus einem Gasnetz 300 zu entnehmen und in ein Gasnetz 300 einzuspeisen und insbesondere das Gasnetz 300 in einem Mischbetrieb III zu betreiben. Durch dein Bypass 110 kann der Enddruckregler 120 umgangen werden, welcher ansonsten die Einleitung verhindern würde. Der erfindungsgemäße Zähler 130 ermöglicht ist, dass in beiden Betriebsmodi die den Zähler 130 durchströmende Gasmenge erfasst wird, wodurch die Steuerung des Gasnetzes 300 dahingehend ermöglicht wird, als dass bekannt ist, wieviel von welcher Gasart gerade eingespeist bzw. abgeben wird.
  • Im Rahmen der Erfindung kann es von Vorteil sein, dass zumindest der Zähler 130 dazu ausgeführt ist, für zumindest ein weiteres Gas, insbesondere Erdgas oder Wasserstoff, zumindest im Einleitungsbetrieb I die Abgabe des zumindest einen weiteren Gases an das Gasnetz 300 zu zählen 430 oder im Abnahmebetrieb II die Aufnahme des zumindest einen weiteren Gases aus dem Gasnetz 300 zu zählen 430. Bei dem weiteren Gas kann es sich prinzipiell um eines der vorgenannten ersten Gase handeln, wobei sich das weitere Gas gegenüber dem zumindest einen Gas dadurch auszeichnet, dass es sich zumindest um ein anderes Gas oder eine andere Mischung handelt. Der Zähler 130 kann insbesondere dazu ausgeführt sein, den Strom von Wasserstoff und Erdgas zu erfassen. Ferner kann der Zähler 130 dazu ausgeführt sein zu erkennen, ob das zumindest eine Gas oder ein weiteres Gas den Zähler 130 durchströmt, und insbesondere die Messung entsprechend anzupassen. Dadurch können durch einen einzelnen Zähler 130 kompakt und einfach beide Gase gezählt werden. Alternativ oder in Ergänzung kann vorgesehen sein, dass der Zähler 130 separate Zähleinheiten, auch Zählwerk genannt, für das zumindest eine und das weitere Gas aufweist, welche insbesondere gesonderte Anschlüsse aufweisen können. Dies ermöglicht eine besonders genaue Zählung. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass der Zähler 130 dazu ausgeführt ist, das Verhältnis einer Mischung zumindest im zumindest einen Gas oder weiteren Gas zu detektieren und die Messung entsprechend anzupassen. Insbesondere kann der Zähler 130 dazu ausgeführt sein, einen Wasserstoffanteil zumindest im zumindest ersten oder im weiteren Gas zu detektieren.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Zähler 130 eine Datenübertragungseinheit aufweist. Dadurch können zumindest Zählerstände oder der Betriebsmodus des Prosumersystems 100 übermittelt oder Steuerbefehle Empfangen werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Zähler 130 als intelligentes Messsystem (auch Smartmeter genannt), insbesondere nach § 2 Nr. 7 des Messstellenbetriebsgesetzes (MsbG), ausgeführt ist. Anders ausgedrückt kann der Zähler 130 dazu eingerichtet sein, digital Daten zu senden und zu empfangen und hierzu in ein Kommunikationsnetz einbindbar ist. Die Datenübertragungseinheit kann als m Smart-Meter-Gateway (SMGW), insbesondere nach § 2 Nr. 19 des Messstellenbetriebsgesetzes, ausgeführt sein, das dazu ausgeführt ist, Daten zwischen Verbraucher, Netzbetreiber und Lieferant zu übertragen.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass zumindest ein Einleitungsdruckregler 111 vorgesehen ist, welcher dazu ausgeführt ist, den Druck des zumindest einen Gases derart zu erhöhen, dass er in das Gasnetz 300 einleitbar ist, wobei insbesondere der Bypass 110 den Einleitungsdruckregler 111 aufweist und/oder der Einleitungsdruckregler 111 zumindest ein Einleitungsdruckreglereinlassventil 112 oder ein Einleitungsdruckreglerabgabeventil 113 aufweist. Durch den Einleitungsdruckregler 111 kann der Druck des zumindest einen Gases auf den Druck eingestellt, welcher notwendig ist, um Gas in das Gasnetz 300 einzuspeisen. Ferner kann durch das Gasometer oder einen Verdichter der Druck auf ein Mitteldruckniveau des Gasnetzes 300 erhöht werden. Der Einleitungsdruckregler 111 kann Teil des Bypasses 110 sein. Mit anderen Worten kann dieser in der Leitung angeordnet sein, welche den Enddruckregler 120 umgeht. Es kann vorgesehen sein, dass der Einleitungsdruckregler 111 zumindest ein Einleitungsdruckreglereinlassventil 112 oder ein Einleitungsdruckreglerabgabeventil 113 aufweist. Durch die Ventile kann der Gasfluss vom und zum Einleitungsdruckregler 111 freigegeben oder gesperrt werden. Ist der Einleitungsdruckregler 111 Teil des Bypasses 110, kann durch die Ventile der Bypass 110 insgesamt freigegeben oder gesperrt werden.
  • Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass der Zähler 130 als Retrofit, insbesondere für einen Balgengaszähler, ausgeführt ist. Unter Retrofit kann eine Modernisierung oder ein Ausbau einer bestehenden (meist älterer und nicht mehr produzierter) Vorrichtung verstanden werden. Mit anderen Worten kann der Zähler 130 derart ausgeführt sein, dass er einen anderen, insbesondere älteren, Zähler 130 zumindest teilweise ersetzt. Es kann vorgesehen sein, dass der Zähler 130 als Doppelzählwerk ausgeführt ist, welches ein Einfachzählwerk eines alten Zählers 130 ersetzt. Ferner kann vorgesehen sein, dass im Rahmen des Retrofittings eine vorhandene Rücklaufsperre im alten Zähler 130 entfernt wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Zähler 130 als Ersatz für die Rücklaufsperre einen Platzhalter aufweist, der einen Rücklauf zulässt.
  • Es ist ferner denkbar, dass ein Sensor 140 vorgesehen ist, welcher dazu ausgeführt ist, zumindest einen Druck, eine Temperatur oder ein Volumen des zumindest einen Gases zu erfassen. Der Sensor 140 kann als Teil des Bypasses 110 ausgeführt sein, also ebenfalls in der Leitung angeordnet sein, die den Enddruckregler 120 umgeht. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Sensor 140 Teil des Zählers 130 ist. Ebenfalls ist es denkbar, dass der Sensor 140 Teil eines Sensorsystems ist, welches zumindest einen zweiten Sensor 140 umfasst, welcher zumindest einen weiteren Druck, eine weitere Temperatur oder ein weiteres Volumen erfasst. Durch den Sensor 140 oder das Sensorsystem kann ein Zustand des Prosumersystems 100 erfasst werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Zustand, welcher insbesondere zumindest einen Messwert oder eine aus dem zumindest einen Messwert abgeleitete Information umfasst, über eine Kommunikationseinheit, insbesondere ausgeführt als Smart-Meter Gateway, insbesondere nach § 2 Nr. 19 des Messstellenbetriebsgesetzes, an eine Netzsteuerung übertragbar ist. Durch die Erfassung von Messwerten oder des Systemzustands kann über die Netzsteuerung sowohl in die Steuerung des Netzes als auch in die Steuerung des Prosumersystems 100 eingegriffen werden. So lassen sich unerwünschte Zustände sicher vermeiden.
  • Auch ist es denkbar, dass der Zähler 130, insbesondere kalorisch, geeicht ist, und/oder dass der Zähler 130 ein Ramanspektrometer aufweist, das dazu ausgeführt ist, das zumindest eine Gas mit einem Referenzgas zu vergleichen.
  • Durch die Eichung wird erreicht, dass der Zähler 130 auch zum Abrechnen verwendet werden kann, was für den Benutzer den Vorteil bietet, dass er für eine Einspeisung eine entsprechende Vergütung geltend machen kann. Ferner wird durch die Eichung sichergestellt, dass die erfassten Messwerte in ihrer Genauigkeit im Rahmen einer gesetzlichen Norm liegen, wodurch die Netzsteuerung genauer wird.
  • Ein Ramanspektrometer kann als ein Messsystem aufgefasst werden, welches auf der inelastischen Streuung von Photonen, der so genannten Raman-Streuung, beruht. Das Ramanspektrometer kann eine monochromatische Lichtquelle aufweisen, welche insbesondere als Laser zumindest im sichtbaren, nahen infraroten oder nahen ultravioletten Bereich ausgeführt sein kann. Das monochromatische Licht interagiert mit Molekülschwingungen, Phononen oder anderen Anregungen im untersuchten Gas, wodurch die Energie der eingestrahlten Photonen nach oben oder unten verschoben wird. Die Energieverschiebung gibt Aufschluss über die Schwingungsmoden im System, welche spezifisch für ein Stoff bzw. ein Element sind. Ein Ramanspektrometer bietet den Vorteil, dass zerstörungsfrei Gase, insbesondere deren Konzentration detektiert werden kann. Darüber hinaus sind Ramanspektrometer kompakt aufbaubar und benötigen keine Verbrauchsmittel (z. B. Testgase).
  • Ferner kann eine kryogene Abkühlung, insbesondere auf zumindest -200 °C vorgesehen sein. Hierdurch werden unterwünschte Stoffe abgeschieden. Die kryogene Abkühlung kann zumindest vor dem Zähler 130 oder so angeordnet sein, dass vor der Abgabe des zumindest einen Gases an das Gasnetz 300 dieses durch die kryogene Abkühlung gereinigt wird.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es optional möglich, dass eine Odorierung 150 vorgesehen ist, welche dazu ausgeführt ist, dem zumindest einen Gas eine geruchsintensive Substanz zuzusetzen. Die Odorierung 150 kann als Vorrichtung aufgefasst werden, welche dazu ausgeführt ist, dem zumindest einen Gas einen Zusatz einer oder mehrerer geruchsintensiver Substanzen (Odoriermittel) beizumengen. Dies bietet den Vorteil, dass die zugefügten Substanzen als Warn- oder Alarmsignal dienen können und daher eine Gefährdung durch ein weitgehend geruchloses zumindest einen Gases vermeiden können. Die Odorierung 150 kann als Teil des Bypasses 110 ausgeführt sein. Alternativ oder in Ergänzung kann sie auch zumindest an einem Gasometer 180 oder einem Erzeugungsmodul 160 (nachfolgend beschrieben) angeordnet sein. Durch die Anordnung am Gasometer 180 oder einem Erzeugungsmodul 160 wird der Vorteil erreicht, dass ein vom Prosumer produziertes Gas, welches natürlicherweise keinen Geruch aufweist, direkt odoriert und damit erkennbar wird.
  • Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass zumindest ein Erzeugungsmodul 160, insbesondere umfassend einen Elektrolyseur oder eine Vorrichtung zur künstlichen Photosynthese, ausgeführt zum Erzeugen des zumindest einen Gases, eine Heizanlage 172, ausgeführt zum Abbrennen des zumindest einen Gases, ein Gasometer 180, ausgeführt zum Speichern des zumindest einen Gases, oder eine Beimischeinheit 190, ausgeführt zum Beimischen zumindest eines weiteren Gases zum zumindest einen Gas, vorgesehen ist.
  • Ein Erzeugungsmodul 160 kann dazu ausgeführt sein, elektrische Energie, insbesondere bereitgestellt zumindest durch eine Windkraft oder Solaranlage, in chemische Energie umzuwandeln, indem eine Stoffumwandlung durchgeführt wird, welche bei einer Rückreaktion Energie freisetzen kann. Bei der Rückreaktion muss es sich nicht zwangsläufig um die der Synthese entsprechende chemische Rückreaktion handeln. Es kann auch eine andere Reaktion vorgesehen sein, bei der Energie frei wird. Das Erzeugungsmodul 160 kann als Elektrolyseur ausgeführt sein. Ein Elektrolyseur kann als eine Vorrichtung aufgefasst werden, die dazu ausgeführt ist, mit elektrischem Strom eine Redoxreaktion zu erzwingen. Der Elektrolyseur kann als Wasserelektrolyseur ausgeführt sein, bei dem Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt wird. Ebenfalls kann das Erzeugungsmodul 160 als reversibel betreibbare Brennstoffzelle ausgeführt sein. Ferner können auch andere energiehaltige Stoffe, beispielsweise Ammoniak, Syngas oder Methan synthetisiert werden. Das Erzeugungsmodul 160 bietet den Vorteil, dass das Prosumersystem 100 zumindest ein Gas selbstständig erzeugen kann. Das Gas kann beispielsweise in ein Gasnetz 300 eingespeist werden. Durch den erfindungsgemäßen Zähler 130 wird die eingespeiste Gasmenge bestimmt, sodass das Gasnetz 300 entsprechend gesteuert und der Prosumer vergütet werden kann.
  • Eine Heizanlage 172 kann als eine Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme, insbesondere für einen Haushalt oder eine industrielle Anlage, aufgefasst werden. Die Heizanlage 172 kann dazu ausgeführt sein, das zumindest eine Gas abzubrennen. Die Heizanlage 172 kann ein Heizanlagenventil 173 aufweisen, mit welchem eine Zuleitung zur Heizanlage 172 gesperrt werden kann. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Heizanlage 172 eine Brennstoffzelle aufweist, welche mit dem zumindest einen Gas Strom erzeugen kann, welcher einer Wärmepumpe bereitgestellt wird, die die Wärme erzeugt. Durch die genannten Varianten kann insbesondere das durch den Prosumer selbst erzeugte Gas direkt verwendet werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Heizanlage 172 zumindest zum Heizen mit dem zumindest einen Gas oder zum Heizen mit einem weiteren Gas ausgeführt ist. Alternativ oder in Ergänzung kann vorgesehen sein, dass eine Zweitgasheizanlage 170 vorgesehen ist, welche insbesondere zum Heizen mit dem weiteren Gas ausgeführt sein kann. Die Zweitgasheizanlage 170 kann insbesondere dazu ausgeführt sein, zumindest mit Erdgas oder eine Mischung aus Erdgas und Wasserstoff Wärme bereitzustellen. Die Zweitgasheizanlage 170 kann ein Zweitgasheizanlagenventil 171 aufweisen, mit welchem eine Zuleitung zur Zweitgasheizanlage 170 gesperrt werden kann. Durch ein Kombigerät können beide Gase oder Mischungen daraus genutzt werden. Durch Einzelgeräte lässt sich ein optimaler Wirkungsgrad erreichen.
  • Ein Gasometer 180 kann als eine Art Tank aufgefasst werden, der dazu ausgeführt ist, zumindest ein Gas zu speichern. Das Gasometer 180 kann ein Gasometerventil 181 aufweisen, welches in einer geöffneten Stellung einen Gasfluss in das Gasometer 180 und aus dem Gasometer 180 freigibt und in einer geschlossenen Stellung einen Gasfluss vom und zum Gasometer 180 verhindert. Es kann vorgesehen sein, dass das Gasometer 180 eine Füllstandsüberwachung aufweist, die dazu ausgebildet ist, zumindest den Druck, das Volumen, die Temperatur, den Zufluss, oder Abfluss des zumindest einen Gases im (bzw. zum oder vom) Gasometer 180 zu überwachen.
  • Die Beimischeinheit 190 ist eine Vorrichtung, die dazu ausgeführt ist, dem zumindest einen Gas oder dem weiteren Gas eine Substanz zuzuführen, um eine chemische Reaktion auszulösen. Es kann vorgesehen sein, dass die Beimischeinheit 190 als Methanisierungsanlage ausgeführt ist. Eine Methanisierungsanlage erzeugt eine chemische Reaktion, bei der zumindest Kohlenstoffmonoxid oder Kohlenstoffdioxid (CO2) in Methan umgewandelt wird. Die Reaktion von Kohlenstoffdioxid zu Methan und Wasser wird auch als Sabatier-Prozess oder die Sabatier-Reaktion bezeichnet. Es kann vorgesehen sein, dass das zugeführte CO2, insbesondere in einer Patrone oder Flasche, in der Methanisierungsanlage bevorratet wird. Es ist denkbar, dass zur Adsorption von CO2 aus der Luft und/oder aus einem Abgasstrom zumindest einer Heizungsanlage, einer Brennstoffzelle oder einem Blockheizkraftwerk ein Adsorptionsstoff, insbesondere Zeolith, vorgesehen ist. So kann mit einer chemischen Umwandlung des CO/CO2 in molekularen (festen/pulverförmigen) Kohlenstoff der im Winter anfallende Stoffstrom in einen einfach handhabbaren und ohne großen technischen Aufwand lagerbaren Zustand gebracht werden. Der Adsoptionsstoff, insbesondere Zeolith, kann bei einem Methanisierungsprozess, welcher hohe Temperaturen erfordern kann, regeneriert werden, sodass die Freigabe des CO2 für den Reaktionsprozess zu nutzen. Weitere entstehende Abwärme kann zumindest für eine Warmwasseraufbereitung oder für Kleinsttrubineneinheiten (ähnlich Dampfturbinen oder Expansionsmaschinen) verwendet werden. Hier wird das Betriebsmedium mit (latenter) Abwärme aufgeheizt und kann so zur Stromproduktion und damit Erhöhung des Wirkungsgrads genutzt werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Methanisierungsanlage eine Kleinstluftzerlegeanlage aufweist, welche dazu ausgeführt ist, CO2 zu gewinnen. Die Beimischungseinheit kann zumindset ein Beimischeinheitzuspeiseventil 191 aufweisen, mit dem eine Verbindung zumindest zum Bypass 110 und dem Einleitungsdruckregler 111 gesperrt werden kann, oder ein Beimischeinheitventil 192, mit dem die Beimischungseinheit zumindest von dem Erzeugungsmodul 160, dem Gasometer 180, der Heizanlage 172 oder dem Bypass 110 getrennt werden kann.
  • Bezugnehmend zu den Fig. 3 und 4 wird eine erfindungsgemäße Netzanlage 200 zur Regelung eines Gasnetzes 300 vorgestellt, welche die obenstehende Aufgabe ebenfalls löst, aufweisend:
    • eine Separationseinheit 210, die dazu ausgeführt ist, zumindest ein Gas und ein weiteres Gas, die über eine Mitteldruckleitung 320 bereitstellbar sind, voneinander zu separieren 530 und einer Hochdruckleitung 310 und einer Mischhochdruckleitung 320 zuzuführen,
    • einen Netzzähler 220, welcher dazu ausgeführt ist, eine Menge zumindest eines Gases zu messen 510, die von der Mischhochdruckleitung 310 an die Mitteldruckleitung 320 abgebbar ist,
    • einen Hochdruckregler 230, welcher zwischen der Mischhochdruckleitung 310 und der Mitteldruckleitung 320 angeordnet und dazu ausgeführt ist, den Druck des zumindest einen Gases von einem Hochdruckbereich auf einen Mitteldruckbereich zu reduzieren 520.
  • Damit ergeben sich in Bezug auf eine erfindungsgemäße Netzanlage 200 die gleichen Vorteile, wie sie bereits in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Prosumersystem 100 beschrieben worden sind.
  • Insbesondere kann vorgesehen ein, dass die einzelnen Komponenten der Netzanlage 200 wie in der Fig. 3 oder 4 gezeigt miteinander verbunden sind. Während Fig. 3 eine Netzanlage 200 in einem Mischbetrieb III zeigt, stellt die Fig. 4 eine Netzanlage 200 in einem Separationsbetrieb IV dar.
  • Eine Netzanlage 200 kann in einem Mittel- oder Hochdruckbereich, insbesondere an einer Schnittstelle zwischen einem Mittel- und Hochdruckbereich, installierbar sein. Unter einer Regelung des Gasnetzes 300 kann insbesondere die Regelung der Strömung des Gases, insbesondere dessen Menge und Richtung, sowie die Zusammensetzung verstanden werden.
  • Eine Separationseinheit 210 kann als Vorrichtung aufgefasst werden, welche zumindest zwei Gase bzw. eine Gasmischung zumindest teilweise in unterschiedliche Gase trennen kann. Wenn der Prosumer beispielsweise Wasserstoff in ein hauptsächlich mit Erdgas betriebenes Gasnetz 300 einspeist, kann die Separationseinheit 210 dazu ausgeführt sein das in der Mitteldruckleitung befindliche Gasgemisch (aus Erdgas und Wasserstoff) zu trennen und in separate Hochdruckleitungen abzugeben. Hierzu kann die Separationseinheit 210 jeweils einen Gasverdichter 242 und/oder einen Zweitgasverdichter 240 aufweisen. Gasverdichter 242 und/oder Zweitgasverdichter 240 können jeweils ein Gasverdichterventil 243 bzw. ein Zweitgasverdichterventil 241 aufweisen, welche jeweils dazu ausgeführt sind, den Gasverdichter 242 bzw. den Zweitgasverdichter 240 von den jeweiligen Hochdruckleitungen 310 zu trennen.
  • Der Netzzähler 220 kann prinzipiell so aufgebaut sein wie ein Zähler 130 des Prosumersystems 100, sodass die diesbezüglichen Ausführungen auch für den Netzzähler 220 gelten.
  • Der Hochdruckregler 230 ist dazu ausgeführt, den Druck des zumindest einen Gases, welcher von einer Hochdruckleitung 310 bereitgestellt wird, beim Übergang auf eine Mitteldruckleitung 320 auf den Mitteldruckbereich zu reduzieren 520. Der Mitteldruck kann im Bereich von 100 bis 1000 Millibar und/oder der Hochdruckbereich im Bereich von 1 bis 200 bar liegen.
  • In Bezug auf die vorliegende Erfindung ist es vorstellbar, dass der Netzzähler 220 eine Kommunikationsvorrichtung 221 aufweist, welche dazu ausgeführt ist, zumindest eine Menge, eine Temperatur oder einen Druck des durch den Netzzähler 220 erfassten zumindest einen Gases zu senden. Insbesondere kann die Kommunikationsvorrrichtung als Smart-Meter Gaterway ausgeführt sein. Durch das Bereitstellen der Daten des Netzzählers 220 kann der Vorteil erreicht werden, dass eine Netzsteuerung auch aus der Ferne zielgenau vorgenommen werden kann.
  • Die Bereitstellung der aktuellen Durchflüsse sowohl in den Anlagen als auch den ggfs. einzelnen Hausanschlüssen kann bei volatiler Einspeisung von grünen Gasen zur Berechnung des aktuellen Brennwertes eines jeden Verbrauchers und damit auch zur Steuerung von Heizungsanlagen für einen optimalen Betriebspunkt der Brenner verwendet werden. Ebenso kann eine ungewünschte Situation für Verbraucher ohne regelbare/mischgasfähige Endgeräte vermieden werden, wenn die Abnahme nicht zur Produktion passt und somit lokal ungewollte H2 Konzentrationen außerhalb des zulässigen Bereichs entstehen können
  • Ferner ist es vorstellbar, dass der Hochdruckregler 230 eine Steuerungsvorrichtung 231 aufweist, welche dazu ausgeführt ist, zumindest ein Steuersignal zur Steuerung des Hochdruckreglers 230 zu empfangen oder Daten zu senden. Es kann vorgesehen sein, dass das Steuersignal, einen Zieldruck umfasst, auf den der Druck reduziert werden soll. Durch die Steuervorrichtung lässt sich von einer insbesondere entfernten, Netzsteuerung direkt in die Netzanlage 200, insbesondere in den an der Mitteldruckleitung 330 bereitgestellten Druck, eingreifen.
  • Die obenstehende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein erfindungsgemäßes Gasnetz 300, umfassend zumindest ein erfindungsgemäßes Prosumersystem 100 oder eine erfindungsgemäße Netzanlage 200, wobei insbesondere das Prosumersystem 100 durch eine Mitteldruckleitung 320 mit der Netzanlage 200 verbunden ist. Das Gasnetz 300 ist in den Fig. 1 bis 4 dargestellt.
  • Damit ergeben sich in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Gasnetz 300 die gleichen Vorteile, wie sie bereits in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Prosumersystem 100 und/oder einer erfindungsgemäße Netzanlage 200 beschrieben worden sind.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Gasnetz 300 zumindest eine Hochdruckleitung 310 zur Bereitstellung zumindest eines zumindest ersten Gases oder eines weiteren Gases umfasst. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Hochdruckleitung 310, über eine, insbesondere erfindungsgemäße Netzanlage 200 mit einer Mitteldruckleitung 320 verbunden ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Mitteldruckleitung 320 über ein Prosumersystem 100 mit einer Niederdruckleitung verbunden ist. Die Niederdruckleitung kann insbesondere in einem Haushalt, Unternehmen oder Produktionsstätte installiert sein. Das Gasnetz 300 kann ferner zumindest eine Gasnetzsteuerung umfassen, die dazu ausgeführt ist, Messdaten zu empfangen und entsprechend der Messdaten Steuersignale auszusenden, um insbesondere zumindest den Gasfluss, die Zusammensetzung oder den Druck innerhalb des Gasnetzes 300 auf einem geplanten Niveau zu halten.
  • Die Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Betriebsverfahren 400 zum Betreiben eines Prosumersystems 100, insbesondere eines erfindungsgemäßen Prosumersystems 100, das an ein Gasnetz 300 angeschlossen ist, welches die obenstehende Aufgabe ebenfalls löst, umfassend:
    • Einleiten 410 zumindest eines Gases durch einen Bypass 110 an einem Enddruckregler 120 vorbei in das Gasnetz 300,
    • Abnehmen 420 des zumindest einen Gases aus dem Gasnetz 300, wobei ein Enddruckregler 120 den Druck des zumindest einen Gases von einem Netzdruck auf einen Enddruck verringert,
    • Zählen 430 des eingeleiteten zumindest einen Gases und des abgenommenen zumindest einen Gases durch einen Zähler 130.
  • Das Verfahren kann als computerimplementiertes Verfahren ausgeführt sein.
  • Die Verfahrensschritte können zumindest teilweise gleichzeitig und/oder zeitlich nacheinander ablaufen, wobei die Reihenfolge der Verfahrensschritte nicht durch die angegebene Reihenfolge begrenzt ist, sodass einzelne Schritte in unterschiedlicher Reihenfolge durchführbar sind. Ferner können einzelne oder sämtliche Schritte wiederholt durchgeführt werden.
  • Damit ergeben sich in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Betriebsverfahren 400 die gleichen Vorteile, wie sie bereits in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Prosumersystem 100 und/oder eine erfindungsgemäße Netzanlage 200 und/oder ein erfindungsgemäßes Gasnetz 300 beschrieben worden sind.
  • Beim Einleiten 410 kann vorgesehen sein, dass das eingeleitete Gas von einem Erzeugungsmodul 160 oder einem Gasometer 180 bereitgestellt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest das Einleitungsdruckreglereinlassventil 112 und/oder das Einleitungsdruckreglerabgabeventil 113 geschlossen sind, sodass der Gasfluss zur Mitteldruckleitung 320 nur über den Bypass 110 erfolgen kann. Ferner kann ein Zweitgasheizanlagezuspeisungsventil 124, welches zwischen dem Bypass 110 und dem Enddruckregler 120 auf der einen und einer Zweitgasheizanlage 170 auf der anderen Seite geschlossen sein, um den Gasfluss zu der Zweitgasheizanlage 170 zu unterbinden. Die Zweitgasheizanlage 170 kann insbesondere dazu ausgeführt sein, zumindest mit Erdgas oder einer Mischung aus Erdgas und Wasserstoff Wärme bereitzustellen.
  • Alternativ oder in Ergänzung kann vorgesehen sein, dass beim Einleiten 410 ein Anschlusshauptventil 123, welches den Gasanschluss des Prosumers mit der Mitteldruckleitung 320 des Gasnetzes 300 verbindet, ein Erzeugungsmodulventil 161, welches auf einer Seite mit dem Erzeugungsmodul 160 und auf der anderen Seite zumindest mit dem Bypass 110 verbunden ist, geöffnet ist. Ebenfalls kann zumindest das Heizanlagenventil 173, das Beimischeinheitventil 192, das Enddruckreglerabgabeventil 121 oder das Enddruckreglereinlassventil 122 geschlossen sein.
  • Beim Abnehmen 420 des zumindest einen Gases kann vorgesehen sein, dass zumindest das Zweitgasheizanlagenventil 171, das Zweitgasheizanlagezuspeisungsventil 124, das Enddruckreglerabgabeventil 121, das Enddruckreglereinlassventil 122, oder das Anschlusshauptventil 123 geöffnet sind. Ebenfalls kann beim Abnehmen 420 des zumindest einen Gases vorgesehen sein, dass zumindest das Erzeugungsmodulventil 161, das Heizanlagenventil 173, das Heizanlagezuspeisungsventil 125, welches zwischen dem Heizanlagenventil 173 und dem Enddruckreglerabgabeventil 121 angeordnet sein kann, oder das Beimischeinheitventil 192 geschlossen ist.
  • Im Rahmen der Erfindung kann es von Vorteil sein, dass zumindest ein Erzeugen zumindest eines Gases, insbesondere Wasserstoff, durch ein Erzeugungsmodul 160 vorgesehen ist, oder beim Einleiten 410 zumindest ein Teil des zumindest einen Gases von einem Gasometer 180 bezogen wird.
  • Die obenstehende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein in der Fig. 6 dargestelltes erfindungsgemäßes Steuerungsverfahren 500 zum Steuern einer Netzanlage 200, insbesondere einer erfindungsgemäßen Netzanlage 200, umfassend:
    • Messen 510 einer Menge des zumindest einen Gases, die von einer Mischhochdruckleitung 320 an die Mitteldruckleitung 320 abgegeben wird, in einem Mischbetrieb III, insbesondere durch einen Netzzähler 220,
    • Reduzieren 520 des Drucks des zumindest einen Gases von einem Hochdruckbereich auf einen Mitteldruckbereich durch einen Hochdruckregler 230, welcher zwischen der Mischhochdruckleitung 320 und der Mitteldruckleitung 320 angeordnet ist, im Mischbetrieb III, insbesondere durch einen Hochdruckregler 230,
    • Separieren 530 des zumindest einen Gases und eines weiteren Gases, die über eine Mitteldruckleitung 320 bereitgestellt werden und Überführen in eine Mischhochdruckleitung 320 und eine Hochdruckleitung 310 in einem Separationsbetrieb IV, insbesondere durch eine Separationseinheit 210.
  • Das Verfahren kann als computerimplementiertes Verfahren ausgeführt sein.
  • Die Verfahrensschritte können zumindest teilweise gleichzeitig und/oder zeitlich nacheinander ablaufen, wobei die Reihenfolge der Verfahrensschritte nicht durch die angegebene Reihenfolge begrenzt ist, sodass einzelne Schritte in unterschiedlicher Reihenfolge durchführbar sind. Ferner können einzelne oder sämtliche Schritte wiederholt durchgeführt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung zumindest des zumindest einen Gases oder weiteren Gases Überwacht wird, wobei insbesondere bei der Überschreitung eines Grenzwertes, insbesondere 20 % Wasserstoff, eine Aktivierung zumindest der Separationseinheit 210 erfolgt. In diesem Fall ebenfalls aktiviert werden kann zumindest der Gasverdichter 242 oder der Zweitgasverdichter 240. Falls vorhanden, können entsprechend zumindest das Gasverdichterventil 243 oder das Zweitgasverdichterventil 241 geöffnet werden. Geschlossen werden können zumindest ein Mitteldruckleitungsventil 322, welches zwischen der Separationseinheit 210 und dem Hochdruckregler 230 angeordnet ist, oder ein Mischhochdruckleitungsventil 321, welches zwischen dem Hochdruckregler 230 und dem Zweitgasverdichterventil 241 angeordnet ist. Dadurch kann vermieden werden, dass Gas, das den Grenzwert überschreitet, in die Hochdruckleitung 310 fließt.
  • Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Prosumersystem
    110
    Bypass
    111
    Einleitungsdruckregler
    112
    Einleitungsdruckreglereinlassventil
    113
    Einleitungsdruckreglerabgabeventil
    120
    Enddruckregler
    121
    Enddruckreglerabgabeventil
    122
    Enddruckreglereinlassventil
    123
    Anschlusshauptventil
    124
    Zweitgasheizanlagezuspeisungsventil
    125
    Heizanlagezuspeisungsventil
    130
    Zähler
    140
    Sensor
    150
    Odorierung
    160
    Erzeugungsmodul
    161
    Erzeugungsmodulventil
    170
    Zweitgasheizanlage
    171
    Zweitgasheizanlagenventil
    172
    Heizanlage
    173
    Heizanlagenventil
    180
    Gasometer
    181
    Gasometerventil
    190
    Beimischeinheit
    191
    Beimischeinheitzuspeiseventil
    192
    Beimischeinheitventil
    200
    Netzanlage
    210
    Separationseinheit
    220
    Netzzähler
    221
    Kommunikationsvorrichtung
    230
    Hochdruckregler
    231
    Steuerungsvorrichtung
    240
    Zweitgasverdichter
    241
    Zweitgasverdichterventil
    242
    Gasverdichter
    243
    Gasverdichterventil
    300
    Gasnetz
    310
    Hochdruckleitung
    320
    Mitteldruckleitung
    321
    Mischhochdruckleitungsventil
    322
    Mitteldruckleitungsventi
    330
    Mischhochdruckleitung
    400
    Betriebsverfahren
    410
    Einleiten
    420
    Abnehmen
    430
    Zählen
    500
    Steuerungsverfahren
    510
    Messen
    520
    Reduzieren
    530
    Separieren
    I
    Einleitungsbetrieb
    II
    Abnahmebetrieb
    III
    Mischbetrieb
    IV
    Separationsbetrieb

Claims (15)

  1. Prosumersystem (100) für die Abgabe an ein Gasnetz (300) und Aufnahme aus dem Gasnetz (300) zumindest eines Gases, umfassend:
    - einen Bypass (110), der dazu ausgeführt ist, in einem Einleitungsbetrieb (I) das zumindest eine Gas an einem Enddruckregler (120) vorbei in das Gasnetz (300) zu leiten, wobei der Enddruckregler (120) dazu ausgeführt ist, in einem Abnahmebetrieb (II) den Druck des zumindest einen Gases von einem Netzdruck auf einen Enddruck zu verringern,
    - einen Zähler (130), welcher dazu ausgeführt ist, im Einleitungsbetrieb (I) die Abgabe des zumindest einen Gases an das Gasnetz (300) zu zählen und im Abnahmebetrieb (II) die Aufnahme des zumindest einen Gases aus dem Gasnetz (300) zu zählen.
  2. Prosumersystem (100) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest der Zähler (130) dazu ausgeführt ist, für zumindest ein weiteres Gas, insbesondere Erdgas oder Wasserstoff, zumindest im Einleitungsbetrieb (I) die Abgabe des zumindest einen weiteren Gases an das Gasnetz (300) zu zählen oder im Abnahmebetrieb (II) die Aufnahme des zumindest einen weiteren Gases aus dem Gasnetz (300) zu zählen.
  3. Prosumersystem (100) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest ein Einleitungsdruckregler (111) vorgesehen ist, welcher dazu ausgeführt ist, den Druck des zumindest einen Gases derart zu erhöhen, dass er in das Gasnetz (300) einleitbar ist, wobei insbesondere der Bypass (110) den Einleitungsdruckregler (111) aufweist.
  4. Prosumersystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Zähler (130) als Retrofit, insbesondere für einen Balgengaszähler, ausgeführt ist.
  5. Prosumersystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Sensor (140) vorgesehen ist, welcher dazu ausgeführt ist, zumindest einen Druck, eine Temperatur oder ein Volumen des zumindest einen Gases zu erfassen.
  6. Prosumersystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Zähler (130), insbesondere kalorisch, geeicht ist, und/oder dass der Zähler ein Ramanspektrometer aufweist, das dazu ausgeführt ist, das zumindest eine Gas mit einem Referenzgas zu vergleichen.
  7. Prosumersystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Odorierung (150) vorgesehen ist, welche dazu ausgeführt ist, dem zumindest einen Gas eine geruchsintensive Substanz zuzusetzen.
  8. Prosumersystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest ein Erzeugungsmodul (160), insbesondere umfassend einen Elektrolyseur, ausgeführt zum Erzeugen des zumindest einen Gases, eine Heizanlage (172), ausgeführt zum Abbrennen des zumindest einen Gases, ein Gasometer (180), ausgeführt zum Speichern des zumindest einen Gases, oder eine Beimischeinheit (190), ausgeführt zum Beimischen zumindest eines weiteren Gases zum zumindest einen Gas, vorgesehen ist.
  9. Netzanlage (200) zur Regelung eines Gasnetzes (300) aufweisend:
    - eine Separationseinheit (210), die dazu ausgeführt ist, zumindest ein Gas und ein weiteres Gas, die über eine Mitteldruckleitung (320) bereitstellbar sind, voneinander zu separieren und einer Hochdruckleitung (310) und einer Mischhochdruckleitung (330) zuzuführen,
    - einen Netzzähler (220), welcher dazu ausgeführt ist, eine Menge zumindest eines Gases zu messen, die von der Mischhochdruckleitung (330) an die Mitteldruckleitung (320) abgebbar ist,
    - einen Hochdruckregler (230), welcher zwischen der Mischhochdruckleitung (330) und der Mitteldruckleitung (320) angeordnet und dazu ausgeführt ist, den Druck des zumindest einen Gases von einem Hochdruckbereich auf einen Mitteldruckbereich zu reduzieren.
  10. Netzanlage (200) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Netzzähler (220) eine Kommunikationsvorrichtung (221) aufweist, welche dazu ausgeführt ist, zumindest eine Menge, eine Temperatur oder einen Druck des durch den Netzzähler (220) erfassten zumindest einen Gases zu senden.
  11. Netzanlage (200) nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Hochdruckregler (230) eine Steuerungsvorrichtung (231) aufweist, welche dazu ausgeführt ist, zumindest ein Steuersignal zur Steuerung des Hochdruckreglers (230) zu empfangen oder Daten zu senden.
  12. Gasnetz (300), umfassend zumindest ein Prosumersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder eine Netzanlage (200) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei insbesondere das Prosumersystem (100) durch eine Mitteldruckleitung (320) mit der Netzanlage (200) verbunden ist.
  13. Betriebsverfahren (400) zum Betreiben eines Prosumersystems (100), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das an ein Gasnetz (300) angeschlossen ist, umfassend:
    - Einleiten (410) zumindest eines Gases durch einen Bypass (110) an einem Enddruckregler (120) vorbei in das Gasnetz (300),
    - Abnehmen (420) des zumindest einen Gases aus dem Gasnetz (300), wobei ein Enddruckregler (120) den Druck des zumindest einen Gases von einem Netzdruck auf einen Enddruck verringert,
    - Zählen (430) des eingeleiteten zumindest einen Gases und des abgenommenen zumindest einen Gases durch einen Zähler (130).
  14. Betriebsverfahren (400) nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest ein Erzeugen zumindest eines Gases, insbesondere Wasserstoff, durch ein Erzeugungsmodul (160) vorgesehen ist, oder beim Einleiten zumindest ein Teil des zumindest einen Gases von einem Gasometer (180) bezogen wird.
  15. Steuerungsverfahren (500) zum Steuern einer Netzanlage (200), insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis 11, umfassend:
    - Messen (510) einer Menge des zumindest einen Gases, die von einer Mischhochdruckleitung (330) an die Mitteldruckleitung (320) abgegeben wird, in einem Mischbetrieb (III),
    - Reduzieren (520) des Drucks des zumindest einen Gases von einem Hochdruckbereich auf einen Mitteldruckbereich durch einen Hochdruckregler (230), welcher zwischen der Mischhochdruckleitung (330) und der Mitteldruckleitung (320) angeordnet ist, im Mischbetrieb (III),
    - Separieren (530) des zumindest einen Gases und eines weiteren Gases, die über eine Mitteldruckleitung (320) bereitgestellt werden und Überführen in eine Mischhochdruckleitung (330) und eine Hochdruckleitung (310) in einem Separationsbetrieb (IV).
EP25160153.0A 2024-04-03 2025-02-26 Prosumersystem, netzanlage, gasnetz, betriebsverfahren sowie steuerungsverfahren Pending EP4628781A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024109274.2A DE102024109274A1 (de) 2024-04-03 2024-04-03 Prosumersystem, Netzanlage, Gasnetz, Betriebsverfahren sowie Steuerungsverfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4628781A1 true EP4628781A1 (de) 2025-10-08

Family

ID=94823975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP25160153.0A Pending EP4628781A1 (de) 2024-04-03 2025-02-26 Prosumersystem, netzanlage, gasnetz, betriebsverfahren sowie steuerungsverfahren

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4628781A1 (de)
DE (1) DE102024109274A1 (de)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51147053U (de) * 1975-05-20 1976-11-25
JPS5860218A (ja) * 1981-10-06 1983-04-09 Shisaka Kenkyusho:Kk 絞り機構による可逆流量計
JPH1114413A (ja) * 1997-06-19 1999-01-22 Japan Organo Co Ltd オリフィス形可逆式流量計
DE102008058736B3 (de) * 2008-11-24 2010-08-05 Technische Universität Clausthal Verfahren zum Betreiben eines Gasnetzes
DE102009038128A1 (de) * 2009-08-11 2011-02-24 EnBW Energie Baden-Württemberg AG Verfahren und Vorrichtung zur Einspeisung von Biogas in ein Gasnetz
WO2011144198A1 (de) * 2010-05-17 2011-11-24 Karl-Werner Dietrich Transport und speicherung von wasserstoff
EP2979743B1 (de) * 2014-07-28 2019-10-09 RAG Austria AG Vorrichtung und Verfahren zur Speicherung und Verteilung von erneuerbarer Energie
US20210254790A1 (en) * 2018-06-15 2021-08-19 Grtgaz Energy-optimized backfeeding installation
EP4001734A1 (de) * 2020-11-11 2022-05-25 L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Verfahren zum transportieren von wasserstoff
US20230111285A1 (en) * 2020-03-30 2023-04-13 Basf Se Method for electrochemical hydrogen separation from natural-gas pipelines
US20230219033A1 (en) * 2022-01-11 2023-07-13 Guangdong Qingyi Energy Technology Co., Ltd. Apparatus and Method for Mixing Transmission and Separation of Hydrogen Gas and Natural Gas Recovered Based on Pressure Energy

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011002261B4 (de) * 2011-04-26 2016-11-24 Erdgas Südwest GmbH Verfahren zum Betrieb von Anlagen zur Erzeugung von anthropogenen und/oder biogenen, methanhaltigen Gasen am Erdgasnetz

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51147053U (de) * 1975-05-20 1976-11-25
JPS5860218A (ja) * 1981-10-06 1983-04-09 Shisaka Kenkyusho:Kk 絞り機構による可逆流量計
JPH1114413A (ja) * 1997-06-19 1999-01-22 Japan Organo Co Ltd オリフィス形可逆式流量計
DE102008058736B3 (de) * 2008-11-24 2010-08-05 Technische Universität Clausthal Verfahren zum Betreiben eines Gasnetzes
DE102009038128A1 (de) * 2009-08-11 2011-02-24 EnBW Energie Baden-Württemberg AG Verfahren und Vorrichtung zur Einspeisung von Biogas in ein Gasnetz
WO2011144198A1 (de) * 2010-05-17 2011-11-24 Karl-Werner Dietrich Transport und speicherung von wasserstoff
EP2979743B1 (de) * 2014-07-28 2019-10-09 RAG Austria AG Vorrichtung und Verfahren zur Speicherung und Verteilung von erneuerbarer Energie
US20210254790A1 (en) * 2018-06-15 2021-08-19 Grtgaz Energy-optimized backfeeding installation
US20230111285A1 (en) * 2020-03-30 2023-04-13 Basf Se Method for electrochemical hydrogen separation from natural-gas pipelines
EP4001734A1 (de) * 2020-11-11 2022-05-25 L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Verfahren zum transportieren von wasserstoff
US20230219033A1 (en) * 2022-01-11 2023-07-13 Guangdong Qingyi Energy Technology Co., Ltd. Apparatus and Method for Mixing Transmission and Separation of Hydrogen Gas and Natural Gas Recovered Based on Pressure Energy

Also Published As

Publication number Publication date
DE102024109274A1 (de) 2025-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2334590B1 (de) Energieversorgungssystem und betriebsverfahren
DE102012216090A1 (de) Grüne Verbundanlage zur Herstellung von chemischen und petrochemischen Produkten
EP2979743B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Speicherung und Verteilung von erneuerbarer Energie
EP2906666B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines methanhaltigen erdgassubstituts
WO2011144198A1 (de) Transport und speicherung von wasserstoff
EP2562237A1 (de) Verfahren zur Bereitstellung eines Gases mit sehr hohem Methangehalt und dazu ausgelegte Anlage
EP4628781A1 (de) Prosumersystem, netzanlage, gasnetz, betriebsverfahren sowie steuerungsverfahren
WO2013053371A1 (de) Verfahren zum bereitstellen eines methanreichen produktgases sowie dazu geeignete anordnung
EP2413409B1 (de) Zentrale Medienversorgungseinheit für Reformer-Brennstoffzellen-Systeme
CN103452538A (zh) 纯氧天然气复合热载体发生器系统
EP2624947A1 (de) Verfahren und anlage zur synthese von kohlenwasserstoff
EP2214239A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Prozesswasserversorgung für ein Reformer-Brennstoffzellen-System
AT516273A4 (de) Verfahren und Anlage zur Behandlung von Verbrennungsabgas
EP2361446B1 (de) Verfahren zur nutzung von wasserstoff mittels brennstoffzellen an einem rohrnetz
WO2017064210A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von synthesegas
EP3016924A1 (de) Verfahren und reaktoranlage zur synthese von methanol mit kreisgas- und purgegasrückführung
EP4433558A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von wasserstoff
WO2023088878A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von wasserstoff
EP4433559A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von wasserstoff
EP2781584A1 (de) Anordnung zum zuführen eines gases und eine solche anordnung aufweisende anlage zur durchführung eines primärprozesses, sowie verfahren des zuführens eines gases
EP4413167A1 (de) Verfahren zum betreiben eines stahlwerks
AT502309B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur odorierung eines gases
WO2015000618A1 (de) Wärmetechnische verschaltung von kraftwerk, dampfreformer und thermischer wasseraufbereitung
CN103452539A (zh) 纯氧柴油复合热载体发生器系统
WO2026052497A1 (de) Grüne anlage zur ammoniak-synthese in kombination mit einer grauen anlage zur ammoniak-synthese

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE