Helium brachte den Erfolg
Bild 2. 3-D-Modell der Helium-Einspeiseanlage (Bildquelle: Rhein-Energie)
Bild 3. Heliumeinspeiseanlage der Rhein-Energie angeschlossen in einer Netzstation (Bildquelle: Rhein-Energie)
Im Jahr 2019 hat der Kölner Energieversorger ein innovatives Verfahren eingesetzt, bei dem das Gas Helium eine entscheidende Rolle spielte. Mit ihrem eingesetzten Vertragspartner, dem Leckortungsprofis-KSC e. U. aus Österreich, hat die Rhein-Energie bereits in 2018 mit der Helium-Leckortung im knapp 150 Trassenkilometer langen Fernwärmenetz im Kölner Norden und Osten erfolgreich mehrere Leckagen gefunden und konnte somit mit ihrer eigenen Heliumeinspeiseanlage (Bild 2) erste Erfahrungen mit dem Verfahren sammeln.
Im nächsten Schritt wurde Mitte 2019 die Leckagesuche mit Helium auf das große Fernwärme-Verbundnetz Innenstadt/Deutz im rechtsrheinischen und linksrheinischen Köln ausgeweitet. Die Trassenlänge beträgt hier insgesamt 200 km bei einem Leitungsvolumen von mehr als 23 000 m3. Die Einspeisemenge des Heliumgases betrug rd. 1 % des Leitungsvolumens. Das Helium wird bei laufendem Betrieb in das Netz eingespeist, um es später an den Leckagen des Netzes detektieren zu können.
Eine solche Helium-Einspeiseanlage hat das Forschungsinstitut Invertec-e. V. zusammen mit den Stadtwerken Rosenheim für deren Fernwärmenetz konzipiert. Diese Einspeiseanlage wurde vor dem Hintergrund der besonderen Merkmale des Kölner Netzes eigens dafür von Invertec weiterentwickelt. Die wesentlichen Herausforderungen dabei waren die Größe des Kölner Netzes, die Vielzahl an Einspeisepunkten und eine abweichende Druckstufe.
Weiterhin wird das Gas dabei unmittelbar am Heizkraftwerk oder an einer Netzstation (Bild 3) unter geregeltem Druck blasenfrei mit dem zurücklaufenden Heizwasser vermischt und anschließend zurück in die Transportleitung gepumpt. Dies geschieht im laufenden Betrieb. Die Kunden der Rhein-Energie merkten davon nichts. Helium hat gegenüber anderen Prüfgasen entscheidende Vorteile: Es ist ungiftig, nicht korrosiv und nicht feuergefährlich.
Nachdem es sich im Fernwärmenetz verteilt hat, ging es dann entlang des Fernwärmenetzes auf die Suche nach Leckagen. Aufgrund seiner geringen Atomgröße entweicht das Gas selbst durch kleinste Risse im Fernwärmenetz und steigt anschließend Richtung Oberfläche. Zudem weist Helium eine schlechte Wasserlöslichkeit auf, es kann sich also nicht mit dem Fernwärmewasser vermischen.