Wasserstoff gilt als wichtiges Element einer erfolgreichen Energiewende. Doch um den Energieträger zeitnah zu etablieren, sollte eine leistungsfähige Infrastruktur vorhanden sein.
Pipelines sind ein zentraler Baustein für den Aufbau einer Wasserstoff-Infrastruktur. Beim Transport zu den Endverbrauchern spielen sie eine wichtige Rolle, speziell bei der Übertragung großer Mengen über weite Entfernungen. Die Vorteile liegen auf der Hand: im Vergleich zu anderen Transportmethoden wie Tankwagen, Schiffen oder Zügen sind Pipelines oft effizienter und kostengünstiger. Zudem weisen Pipelines deutlich weniger Sicherheitsrisiken auf – sofern sie ordnungsgemäß gewartet, geprüft und überwacht werden.
Allerdings gibt es auch einige Herausforderungen bei der Nutzung von Pipelines für den Transport von Wasserstoff. Das Gas ist sehr reaktionsfreudig und kann in Rohrleitungen Materialermüdung verursachen, insbesondere bei höheren Drücken und Temperaturen. Außerdem kann der Transport von Wasserstoff durch Pipelines aufgrund der niedrigen Dichte des Gases und der damit verbundenen geringeren Durchflussrate limitiert sein.
An vielen Orten in Deutschland werden bestehende Erdgaspipelines bereits für den Transport von Wasserstoff verwendet. Allerdings werden die Gase dafür bisher vermischt: etwa 10 Prozent Wasserstoff werden dem Erdgas hinzugefügt. Doch um den Energiebedarf der Zukunft nachhaltig zu sichern, müssen die Pipelines deutlich stärker belastet werden und auch reinen Wasserstoff transportieren. Die Rahmenbedingungen für den sicheren Transport hat der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. (DVGW) stichprobenartig untersucht. Das Forschungsprojekt wurde von Open Grid Europe und der Materialprüfungsanstalt der Universität Stuttgart durchgeführt. Ende März 2023 wurden die Ergebnisse veröffentlicht.
Geprüft wurden Stichproben von bestehenden Stahlrohren aus dem deutschen Leitungsnetz. Die umfangreichen Messmethoden beinhalteten auch den Einfluss des Wasserstoffdrucks auf das Material. Aus den Resultaten der Werkstoffprüfungen ergeben sich genauere Lebensdauerprognosen und entsprechend länger prognostizierbare Betriebszeiten für Rohrleitungen. Davon profitieren der Betrieb der Pipelines, denn Instandhaltungen oder Sicherheitsprüfungen können besser geplant werden.
Für die Studie wurde an einem repräsentativen Querschnitt von Stählen analysiert, die in Deutschland typischerweise für Pipelines und Rohrleitungen verwendet werden. Die bruchmechanischen Prüfungen ergaben, dass die vorgegebene Mindestbruchzähigkeit eingehalten wurde und gleichzeitig das Risswachstumsverhalten der Erwartungen an das Material entsprach. Aus der verhältnismäßig geringen Streubreite der Risswachstums leiteten die Forscher zudem die Folgerung ab, dass die Versuchsergebnisse auch für vergleichbare Werkstoffe gelten, die nicht in diesem Projekt geprüft wurden.
Neben dem Risswachstumsverhalten wurde auch der in den DVGW-Regelwerken beschriebene Mindestwert für die Bruchzähigkeit überprüft. Bei allen überprüften Pipeline- und Rohrleitungsstählen konnte die Vorgaben übertroffen werden – zum Teil sogar sehr deutlich. Damit wurde die grundsätzliche Tauglichkeit der Stähle für den Transport von Wasserstoff nachgewiesen und ein wesentliches Ziel des Forschungsprojekts erreicht.
Für den Aufbau einer Wasserstoff-Infrastruktur sind die Studienergebnisse von hoher Bedeutung. Denn für den Transport des Energieträgers können die vorhandenen Rohre genutzt werden. Lediglich einzelne Einbauteile oder Stationselemente müssen ertüchtigt oder ausgetauscht werden. Wird das bestehende Gasnetz mit einer Länge von mehr als 550.000 Kilometern genutzt, rechnet der DVGW mit einer Investition von rund 30 Milliarden Euro in die Infrastruktur. Auch Unternehmen profitieren davon, denn vielerorts sind die bestehenden Anschlüsse bereit für Wasserstoff – oder können mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand umgerüstet werden. Damit für die Umstellung auf Wasserstoff-Nutzung im Gasnetz vollständige Handlungs- und Rechtssicherheit besteht, plant der DVGW eine Anpassung und Ergänzung des Regelwerks.
Hinweis: Wir übernehmen keinerlei Haftung für die Inhalte und Aussagen auf externen Seiten. Bei Beanstandungen wenden Sie sich bitte an den Urheber der jeweiligen Seite. Vielen Dank für Ihr Verständnis.
Immer informiert im Thema Nachhaltigkeit. Melden Sie sich jetzt zu unserem Newsletter an!
Anmelden
