Wasserstoff-Pipelines und Infrastruktur Herausforderung Wasserstoff: Was Pipelinebetreiber wissen müssen

Redakteur: Dominik Stephan

Einer der Vorteile von Wasserstoff sei, dass für Transport und die Lagerung problemlos das vorhandene Erdgasnetz genutzt werden könne, heißt es. Aber stimmt das? Jein, sagt die Arbeitsgruppe Eurim für kritische Infrastrukturen und macht konkrete Vorschläge für den sicherheitstechnischen Umgang mit H2 in Pipelines und Gasspeichern.

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Wasserstofftankstelle des Gasespezialisten Linde: Deutschland hat beim Thema Wasserstoff nicht nur in Europa eine Position an der Weltspitze.
Wasserstofftankstelle des Gasespezialisten Linde: Deutschland hat beim Thema Wasserstoff nicht nur in Europa eine Position an der Weltspitze.
(Bild: Linde Group)

Verkehrswende, Power-to-X oder Carbon-Capture-and-Utilisation: Alle reden vom Wasserstoff. Das leichte Gas ist längst nicht nur für Chemieparks oder Entwicklungsabteilungen der Autobauer interessant, sondern ein zentrales Element der Ziel europäischen Energiepolitik. An immer mehr Standorten entstehen Konzepte für „Hydrogen Valleys“, die auf Wasserstoff als primären Energieträger für Industrie und Verkehr setzen. Mit neuen Produktionsverfahren und wachsenden Kapazitäten wird dabei auch der Ruf nach einer zukunftsfähigen Infrastruktur, Transport und Lagerung von Wasserstoff lauter. Aktuell wird unter anderem die Nutzung des bestehenden Erdgasnetztes als Speicher und Transportsystem diskutiert. Aber ist das machbar? Und – noch wichtiger – ist es auch das sicher?

Zwar lässt sich Wasserstoff leicht in die Rohre einspeisen und mit dem darin enthaltenen Methan mischen, im Detail gilt das leichteste Element des Periodensystems aber aufgrund seiner geringen Molekülgröße als anspruchsvolles Medium. Das liegt nicht zuletzt daran, dass er in konzentrierter Form enorm reaktionsfreudig ist und leicht in verschiedenste Materialien und Kristallgitter eindiffundiert.

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Eine Vielzahl von Werkstoffen verspröden unter Einfluss von Wasserstoff, darunter auch typische Stahlsorten, die als Pipelinestähle in der Erdgasindustrie eingesetzt werden. Die Eurim-Gruppe (European Group for Risk Management and Technical Safety for Critical Infrastructures) hat sich diesem Thema in den vergangenen Jahren intensiv gewidmet.

Kampf der Wasserstoffkorrosion: Erdgasnetze neu denken

In der Arbeitsgruppe mit namhaften Netzbetreibern wurde der Stand aus Forschung und Wissenschaft zusammengetragen, analysiert und fachlich erörtert. Die Ergebnisse bilden für die Gruppenteilnehmer eine wichtige Grundlage für den sicherheitstechnischen Umgang mit Wasserstoffbeimischungen in Gastransportleitungen.

Eine weitere Entscheidungshilfe kann zudem ein neues Berechnungsmodell zur Vorhersage von wasserstoffinduziertem Risswachstum für Pipelinestähle in der Erdgasindustrie bilden, das in 2020 als Teil des ASME Code B31.12 publiziert wurde. Basierend auf bruchmechanischen Untersuchungen an verschiedenen Stahlsorten ist ein empirisches Rechenmodell entstanden, das eine genauere Berechnung der Lebensdauer von Bauteilen mit Wasserstoffanwendung ermöglichen soll.

10% sind machbar: Was in Sachen Wasserstoff schon heute geht

In einem aktuellen Positionspapier sehen die Pipelinebetreiber die Nutzung des bestehenden Erdgasnetzes für Wasserstoff mit einem Anteil von 10 % vor. Dies scheint als zeitnah realisierbare Lösung auch unter wirtschaftlichen Aspekten sinnvoll. Für die „Hydrogen Valleys“ der Zukunft könnte jedoch eine eigenständige Wasserstoff-Infrastruktur notwendig werden – mit neuen sicherheitstechnischen Anforderungen an die Betreiber.

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