Energiespeicherung
Gasdichte Kugelhähne und individuelle Bohrlochköpfe für Speicherbetrieb unter Lastwechsel
Energiespeicher sind ein zentraler Baustein für Versorgungssicherheit und die Energiewende – von Wasserstoff- und Power-to-Gas-Anlagen bis zu Untertagespeichern wie Kavernen, Aquiferen und ausgeförderten Lagerstätten.
Betreiber brauchen Lösungen, die sicher absperren, dicht bleiben, dynamische Fahrweisen beherrschen und sich wartungs- sowie auditfähig betreiben lassen.
Hartmann Valves unterstützt Speicherbetreiber mit gasdichten, metallisch dichtenden Kugelhähnen sowie individuellen Bohrlochköpfen – ausgelegt für anspruchsvolle Medien, hohe Druckstufen und langfristige Verfügbarkeit.
Worauf es im Speicherbetrieb ankommt
Verfügbarkeit sichern, Risiken reduzieren
Speicheranlagen werden heute stärker zyklisch gefahren: Einspeichern, Ausspeichern, schnelle Wechsel – bei gleichzeitig hohen Anforderungen an Sicherheit, Umwelt und Dokumentation. Entscheidend sind Komponenten, die im Alltag zuverlässig funktionieren und im Ereignisfall klare, robuste Sicherheitsfunktionen unterstützen.
Was bedeutet das für Ihren Betrieb?
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Verfügbarkeit sichern:
robuste Absperrung auch bei häufigen Schaltvorgängen -
Risiko reduzieren:
gasdichte Komponenten und integrierte Konzepte mit weniger potenziellen Leckagen -
Planbar betreiben:
wartungsfreundliche Auslegung, definierte Materialien und Beschichtungen -
Auditfähig bleiben:
nachvollziehbare Dokumentation, definierte Prüf- und Abnahmekriterien
Kundenindividuelle Konstruktion
H₂-speicherung & Power-to-Gas
Wasserstoffspeicher und Power-to-Gas-Anlagen stellen besondere Anforderungen an Dichtheit, Werkstoffe und Betriebsverhalten. In der Praxis zählen vor allem: stabile Dichtung über viele Zyklen, verlässliche Absperrung sowie eine Spezifikation mit klaren Prüf- und Abnahmekriterien.
Für diese Anwendungen entwickelt Hartmann Valves gasdichte Wasserstoffkugelhähne und Bohrlochköpfe zur sicheren Speicherung großer Energiemengen. In mehreren Power-to-Gas-Anlagen sind bereits absolut gasdichte Kugelhähne mit rein metallischem Dichtsystem erfolgreich im Einsatz.
Was bedeutet das für Ihr Wasserstoff-Projekt?
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Dichtheit im Fokus:
gerade bei gasförmigen Medien ist eine stabile Dichtung entscheidend -
Dynamik beherrschen:
Lastwechselbetrieb verlangt robuste, verschleißarme Konzepte -
Skalierbarkeit:
vom Pilot bis zur Erweiterung – mit standardisierten Schnittstellen und klarer Dokumentation
Zuverlässige Absperrung
Unser rein metallisches Dichtsystem
Metallisch dichtende Kugelhähne sind für Anwendungen konzipiert, in denen weichdichtende Systeme an ihre Grenzen stoßen. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo anspruchsvolle Medien, extreme Drücke und Temperaturen oder sehr hohe Schalthäufigkeiten eine dauerhaft zuverlässige Absperrung erfordern. Das gasdichte Dichtsystem erfüllt Leckrate A und gewährleistet eine dauerhaft zuverlässige Absperrung.
Die Dichtheit unserer Armaturen wird im Rahmen technischer Prüfungen nach den jeweils relevanten Regelwerken verifiziert und erfolgt entsprechend der zugrunde gelegten Produktnorm. Unser interner Herstellerstandard liegt über den Anforderungen gängiger Prüfnormen wie API 598 und DIN 12266. Damit schaffen wir eine belastbare Grundlage für eine sehr hohe Absperrdichtheit in anspruchsvollen Anwendungen. Die interne Definition der Leckrate A wird angelehnt an die DIN ISO 5208.
Die rein metallische Abdichtung zwischen Kugel und Sitzring sorgt für hohe Verschleißfestigkeit, minimierten Wartungsaufwand und eine lange Standzeit.
UGS | Kaverne | Porenspeicher
Sichere Speicherung IM UNTERGRUND
Bereits in den 1970er Jahren wurden die unterirdischen Speicherkapazitäten in Deutschland – unter anderem für die nationale Ölreserve – stark ausgebaut. Bei der Erdölspeicherung wird zwischen Öl und gesättigter Salzlösung (Sole) gependelt. Sole ist aufgrund ihres hohen Salzgehalts stark korrosiv und stellt damit hohe Anforderungen an Werkstoffe sowie Oberflächenbehandlungen der Bohrlochköpfe.
Ähnlich wie bei der Erdölspeicherung wird auch Erdgas in unterirdischen Lagerstätten gespeichert. Das können zuvor ausgeförderte Lagerstätten, Aquifere oder künstlich hergestellte Hohlräume (Kavernen) sein. Besonders Kavernenspeicher haben große Zugangsquerschnitte und sind zwingend auf gasdichte Komponenten angewiesen.
Hartmann Bohrlochköpfe werden von Deutschland ausgehend auch in internationalen Projekten eingesetzt, unter anderem in England, Dänemark, den Niederlanden, Portugal, der Türkei und China. Hartmann Kugelhähne sind als zuverlässige Absperrung in Bohrlochköpfen integriert oder kommen als Hochleistungsarmaturen in Soleanlagen, Kompressorstationen und Gasaufbereitungsanlagen zur Anwendung.
Worauf es ankommt
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Korrosionsmanagement:
Werkstoffe + Beschichtungen sind kein Detail, sondern Verfügbarkeitsfaktor -
Gasdicht ist Pflicht:
besonders bei großen Querschnitten und dynamischen Fahrweisen -
Systemdenken zahlt sich aus:
integrierte Lösungen reduzieren Schnittstellen und potenzielle Leckpfade
Wenn Gate Valves an Grenzen stoßen
Warum Kugelhähne in der Energiespeicherung konstruktive Vorteile bieten
Wellheads in Untergrundspeichern müssen auch bei großen Nennweiten und häufigen Schaltvorgängen dauerhaft sicher funktionieren. Während Gate Valves unter diesen Bedingungen anfällig für Verschleiß oder Störungen sein können, bieten metallisch dichtende Kugelhähne eine zuverlässige und gasdichte Alternative für höchste Anlagenverfügbarkeit.
Gate Valves sind in Bohrlochkopfsystemen weit verbreitet. In Untergrundspeichern für Erdgas oder Wasserstoff stößt ihr Konstruktionsprinzip jedoch an grundlegende Grenzen. Große Rohrquerschnitte, häufige Ein- und Ausspeicherzyklen sowie wechselnde Druckverhältnisse belasten die Armatur erheblich und wirken sich direkt auf Funktion, Dichtheit und Bedienbarkeit aus.
Gerade unter diesen Bedingungen zeigt sich, dass Gate Valves für hohe Schalthäufigkeiten, große Nennweiten und wechselnde Betriebszustände nur eingeschränkt geeignet sind. Infolgedessen kann die Zuverlässigkeit der Absperrung sinken – ein kritischer Faktor für die Betriebssicherheit und Verfügbarkeit von Energiespeichern.
Im Speicherbetrieb können sich im Inneren der Armatur Verunreinigungen, Korrosionsprodukte oder Partikel ansammeln, insbesondere in Sitzmulden, Hohlräumen und Dichtungsbereichen. Diese Ablagerungen beeinträchtigen die lineare Gleitbewegung des Schiebers unmittelbar. Große Nennweiten sowie häufige Druck- und Lastwechsel erhöhen die mechanische Beanspruchung zusätzlich.
Mit der Zeit kann der Schieber schwergängig werden, blockieren oder sich nicht mehr vollständig öffnen und schließen lassen. Gleichzeitig steigen die erforderlichen Betätigungskräfte. Wiederkehrende Ein- und Ausspeicherzyklen können zudem den Verschleiß an Führungen und Dichtflächen beschleunigen. Dadurch drohen Leckagen, ein Verlust der Dichtungsintegrität und eine eingeschränkte oder nicht mehr zuverlässig gewährleistete Shut-in-Fähigkeit.
Kugelhähne von Hartmann Valves basieren auf einem grundlegend anderen Konstruktionsansatz. Anstelle eines linear bewegten Schiebers kommt ein rotierendes Absperrelement in Form einer Kugel zum Einsatz, das innerhalb seines eigenen Volumens rotiert.
Dadurch entfallen viele Geometrien und Toträume, in denen sich Verunreinigungen, Korrosionsprodukte oder Partikel ansammeln und die Funktion der Armatur beeinträchtigen können. Die Bewegung erfolgt nicht gleitend entlang kritischer Führungs- und Dichtflächen, sondern rotierend und damit konstruktiv deutlich unempfindlicher gegenüber Ablagerungen und häufigen Lastwechseln. Dies unterstützt eine zuverlässige Schaltfunktion auch bei großen Nennweiten und wechselnden Druckverhältnissen im Speicherbetrieb.
Durch das Konstruktionsprinzip bleiben Kugelhähne auch bei häufigen Ein- und Ausspeicherzyklen sowie wechselnden Druckverhältnissen zuverlässig betriebsfähig. Die rotierende Kugel ist gegenüber Partikeln, Verunreinigungen und Ablagerungen konstruktiv weniger empfindlich als ein linear bewegter Schieber. Das rein metallische Dichtsystem gewährleistet zudem eine gasdichte Absperrung bei großen Nennweiten sowie in niedrigen und hohen Druckbereichen.
Die Konstruktion ermöglicht Schaltungen unter vollem Differenzdruck. Leistungsfähig ausgelegte Antriebssysteme stellen die erforderlichen Drehmomente sicher und können erhöhte Widerstände kontrolliert überwinden. Dadurch bleibt die Funktions- und Shut-in-Fähigkeit der Armatur auch unter anspruchsvollen Bedingungen im Speicherbetrieb erhalten.
Für Betreiber bedeutet der Einsatz von Kugelhähnen: höhere Betriebssicherheit, zuverlässige Schaltvorgänge und eine langfristig stabile Funktionsfähigkeit der Armatur im Speicherbetrieb. Kugelhähne von Hartmann Valves bleiben dort betriebsfähig, wo herkömmliche Gate Valves versagen oder nur eingeschränkt arbeiten – auch bei großen Nennweiten, häufigen Ein- und Ausspeicherzyklen sowie wechselnden Druckverhältnissen.
Das reduziert das Risiko ungeplanter Ausfälle, verbessert die Sicherheit in Shut-in-Phasen und unterstützt eine hohe Anlagenverfügbarkeit. Gleichzeitig sinkt der Wartungsaufwand, da auf das Nachfetten des Dichtsystems und den regelmäßigen Austausch von Spindelabdichtungen verzichtet werden kann.
Bestehende Speicheranlagen modernisieren, Sicherheit gezielt erhöhen
Ertüchtigung bestehender Anlagen
Viele bestehende Speicheranlagen werden nach langjährigem Betrieb generalüberholt. Dabei wird die Komplettierung der Bohrung ersetzt und der Bohrlochkopf auf den aktuellen Stand der Technik gebracht. In diesem Zusammenhang sind mehrere Maßnahmen möglich: Dehnungsmessstreifen zur Rohrüberwachung, die Zusammenfassung einzelner Komponenten in Blöcken bzw. Blockbauweise zur Reduzierung von Schnittstellen, Kugelhähne mit zusätzlicher DIB-2-Barriere sowie verbliebene Flanschverbindungen mit zweiter Barriere und teilweise metallischer Abdichtung.
Für Betreiber sind dabei zwei Retrofit-Wege besonders relevant: Zum einen können klassische Gate Valves aufgrund gleicher Baulänge direkt durch API-6A-Kugelhähne ersetzt werden. Zum anderen lassen sich im Rahmen größerer Modernisierungen komplette Wellhead- bzw. E-Kreuz-Konzepte auf Block- oder Solidblock-Designs mit integrierten Kugelhähnen umstellen.
Was bedeutet das für Ihren Betrieb?
- Höhere Integrität der Anlage durch zusätzliche Barrieren und metallische Dichtungen
- Retrofit bestehender Bohrlochköpfe ohne kompletten Systembruch durch Austausch von Gate Valves gegen API-6A-Kugelhähne
- Modernisierung auf ein kompakteres, sichereres Anlagenkonzept mit integrierten Kugelhähnen
- Reduzierter Wartungsaufwand und einfachere Bedienbarkeit im laufenden Betrieb
Referenz
Hohe Flexibilität und Verfügbarkeit
Beim Neubau der Speicheranlage von EWE im niedersächsischen Jemgum lieferte Hartmann Sol- und Gasförderköpfe, Spezialkugelhähne sowie Aufbau- und Wartungsservice für den Erdgasspeicher.
- Sol- und Gasförderköpfe
- Spezialkugelhähne für hohe Anforderungen
- Sehr beständig und nahezu wartungsfrei
- Rein metallisch dichtende Wellhead-Absperrarmaturen
Referenz
Maximale Sicherheit im Erdgasspeicher
Zuverlässige Absperrung im Erdgasspeicher Wolfersberg – mit Twin Ball Valve-Sonderausführung auch bei Platzproblemen
- 800 Hartmann Kugelhähne, davon ca. 40 Twin Ball Valves
- Offene Flansche oder Blockbauweise
- Rein metallisch dichtend
- 0-Blasen-gasdicht
- Wartungsfrei
Zertifizierte Sicherheit für die Energiespeicherung
Unsere Hochleistungs-Armaturen und Wellhead-Lösungen erfüllen zentrale Anforderungen für den sicheren Einsatz in der Energiespeicherung, darunter:
- API 6A
- SIL
- TA-Luft
- ISO 15848
- Fire Safe
Unsere Lösungen für die Energiespeicherung
2-WEGE KUGELHAHN
API 6A Kugelhähne kombinieren robuste Bauweise mit zuverlässiger Dichtung für den sicheren Einsatz in Hochdruck-Anwendungen. Entwickelt für langlebige Performance.
TWIN BALL VALVE
Twin Ball Valves vereinen zwei unabhängige Absperrsysteme (zwei Kugeln) in einem Gehäuse und sind 0-Blasen-dicht sowie zwischen den Abschlüssen prüfbar. Kompakt, sicher, platz- und kostensparend.
MOLCHKUGELHAHN
Molchkugelhähne vereinen Absperrung und Molchfunktion in einer Armatur und ermöglichen die sichere Aufgabe und Entnahme. Als platz- und kostensparender Ersatz für Molchschleusensysteme.
KELLYHAHN
Kelly Valves dienen als Sicherheitsventil im Bohrstrang und ermöglichen das schnelle Unterbrechen des Medienstroms. Für den Einsatz in Bohranwendungen und nach API Spec 7-1 gefertigt.
EINZELBAUWEISE
Bohrlochköpfe in Einzelbauweise werden kundenindividuell gefertigt. Die modulare Ausführung ermöglicht somit eine passgenaue Konfiguration für die jeweilige Anwendung.
BLOCKBAUWEISE
Bohrlochköpfe in Blockbauweise werden kundenindividuell gefertigt. Die integrierte Ausführung reduziert Schnittstellen, vereinfacht den Aufbau und erhöht die Betriebssicherheit.
Kontaktieren Sie uns
Wir unterstützt Sie in allen Projektphasen: Von der Planung und Auslegung über die Fertigung bis zur Installation und regelmäßigen Überprüfung.
FAQ
Welche Rolle spielt der Bohrlochkopf bei der Energiespeicherung?
Der Bohrlochkopf bildet die sichere Schnittstelle zwischen unterirdischem Speicher und oberirdischer Anlage. Er gewährleistet Druckhaltung, Dichtung und Betriebssicherheit bei großen Nennweiten und hohen Drücken.
Warum sind Kugelhähne gegenüber Schieberventilen überlegen?
Kugelhähne schließen auch bei Ablagerungen zuverlässig, sind wartungsärmer und benötigen keine Fettfüllung. Sie sind gasdicht und erfüllen höchste Anforderungen an Leckrate und Lebensdauer.
Was sind die Vorteile des Blockdesigns?
Im Solidblock-Design werden mehrere Armaturen in einem Bauteil kombiniert. Das reduziert Flanschverbindungen, Bauhöhe und Aufbauzeit – und erhöht gleichzeitig die Sicherheit durch Wegfall potenzieller Leckagestellen.
Eignen sich Hartmann-Wellheads auch für Wasserstoffspeicherung?
Ja. Die API 6A-konformen Bohrlochköpfe mit DIB-Doppeldichtung und metallischen Abdichtungen sind ideal für zukünftige Wasserstoffkavernen geeignet. Erste Wasserstoffprojekte wurden bereits mit Hartmann-Equipment realisiert.
Welche Drücke und Temperaturen können Hartmann-Wellheads abdecken?
Unsere Systeme sind für Drücke bis 690 bar (10.000 psi) und Temperaturklassen P/U ausgelegt. Materialauswahl und Beschichtung werden an Medium und Projektanforderung angepasst.