Wasserstoffrohrleitung

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Eine Wasserstoffrohrleitung wird für den Transport von Wasserstoff durch eine Rohrleitung in der chemischen Industrie und als Teil der Wasserstoffwirtschaft genutzt.

Wasserstoffrohrleitungen

Geschichte

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  • 1938 – In der heutigen Metropolregion Rhein-Ruhr werden die ersten Wasserstoffrohre gebaut. Die Leitungen zwischen Marl und Leverkusen sind insgesamt 240 km lang und bestehen aus regulärem Rohrstahl. Sie wurden für einen komprimierten Wasserstoffdruck von 20–210 bar (2 – 21 MPa) mit einem Durchmesser von 250–300 Millimeter konstruiert und sind immer noch in Betrieb[1][2]
  • 1968 – Der Aufbau eines 90 km langen Wasserstoffpipeline-Systems im DDR-Chemiedreieck beginnt. Es reicht von Rodleben über Bitterfeld und Leuna nach Zeitz und wird heute von Linde betrieben.[3][4][5]
  • 1973 – Bau der 30 km langen Pipeline in Isbergues (Frankreich)[6]
  • 1985 – Erweiterung der Pipeline von Isbergues nach Zeebrugge (Belgien)
  • 1997 – Anschluss der Pipeline nach Rotterdam (Niederlande)
  • 1997 bis 2000 – Aufbau von zwei Wasserstoff-Netzwerken im Süden der USA, eines in der Nähe von Corpus Christi (Texas) und eines zwischen Freeport und Texas City
  • 2009 – Bau einer 240 km langen Erweiterung der Pipeline von Plaquemine nach Chalmette (Louisiana, USA)[7]

Wirtschaft

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Die Wasserstoffrohrleitungen werden verwendet, um Wasserstoff von der Produktions- oder Auslieferungsstelle bis zur Nachfragestelle zu transportieren. Obwohl sie technologisch ausgereift[8][9] und die Transportkosten ähnlich denen von CNG sind,[10] wird der Wasserstoff meist in der Nähe der Nachfrage produziert, wobei sich industrielle Produktionsanlagen bis zu einer Entfernung von 161 km befinden.[11]

Bauweisen

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Die üblicherweise, z. B. in Erdgasnetzen, verwendeten metallischen Rohre sind, bei korrekter Materialauswahl, für den Transport von reinem Wasserstoff geeignet.[12][13] Dies ergab eine repräsentative Untersuchung des DVGW 2023 bezüglich der aktuell verwendeten Stähle. Allerdings ist eine 1:1-Umwidmung nicht ohne weiteres möglich, da der Austausch von Armaturen oder Änderungen an diesen notwendig sein wird.[14] Grundsätzlich konnte jedoch eine Tauglichkeit einiger dort verwendeter Werkstoffe für Armaturen bescheinigt werden. Dennoch sind wegen der Vielfältigkeit der verwendeten Werkstoffe weitere Untersuchungen notwendig.[15]

Für besondere Anwendungen werden für Metallleitungen, die einem Druck von bis zu 486 bar (48,6 MPa) standhalten müssen, hochreine Edelstahlrohre mit einer maximalen Härte von 80 HRB bevorzugt.[16]

Man unterscheidet bei nichtmetallischen Leitungen grundsätzlich zwischen:

Faserverstärkte Polymer-Pipelines (oder FRP-Pipeline) und verstärkte thermoplastische Rohre werden derzeit noch erforscht.[17][18][19][20]

Wasserstoffrohrleitungen

Infrastruktur

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  • 2004, USA: 1.400 km Niederdruck-Wasserstoff-Pipelines[21][22]
  • 2004, Europa: 1.500 km Niederdruck-Wasserstoff-Pipelines[23]

Einzelnachweise

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  1. ↑ a b The Technological Steps of Hydrogen Introduction. Archiviert vom Original am 29. Oktober 2008; abgerufen am 15. März 2017.
  2. ↑ a b rise.org - Pipelines. Archiviert vom Original am 28. Juli 2009; abgerufen am 15. März 2017.
  3. ↑ Thomas Stölzel: Energiewende lernen heißt von der DDR lernen. In: WirtschaftsWoche. 30. Juni 2019, archiviert vom Original am 29. Dezember 2022; abgerufen am 12. Juni 2023.
  4. ↑ Deutschland auf dem Weg zur Wasserstoff-Wirtschaft. (Memento vom 23. September 2015 im Internet Archive)
  5. ↑ Michael Bertram: Industrie: Fraunhofer-Gesellschaft investiert in Leuna sechs Millionen Euro. In: Mitteldeutsche Zeitung. 18. November 2015 (mz-web.de [abgerufen am 29. Januar 2018]).
  6. ↑ airliquide.com: Air Liquide and hydrogen, vector of clean energy (Memento vom 5. Februar 2010 im Internet Archive) (englisch)
  7. ↑ Hydrogen Pipeline Extension Strengthens Gulf Coast Network. Archiviert vom Original am 16. März 2009; abgerufen am 15. März 2017.
  8. ↑ 2005 DOE Hydrogen Pipeline Working Group Workshop. Archiviert vom Original am 3. März 2016; abgerufen am 15. März 2017.
  9. ↑ Natural gas pipelines for hydrogen transportation. Abgerufen am 15. März 2017.
  10. ↑ 16th World Hydrogen Energy Conference, Lyon, 13-16 June 2006: Compressorless Hydrogen Transmission Pipelines Deliver Large-scale Stranded Renewable Energy at Competitive Cost. (PDF; 2,3 MB) Archiviert vom Original am 10. Februar 2012; abgerufen am 6. Februar 2022 (englisch).
  11. ↑ Hydrogenforecast. Abgerufen am 15. März 2017.
  12. ↑ Wasserstofftransport. In: Nationaler Wasserstoffrat. Nationaler Wasserstoffrat, 2. Juli 2021, abgerufen am 1. Dezember 2022.
  13. ↑ DVGW-Studie belegt: Deutschlands Gasleitungen sind bereit für Wasserstoff. Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V., 28. März 2023, abgerufen am 3. November 2023.
  14. ↑ H 2 -Erzeugung und Märkte Schleswig-Holstein. (PDF) Gutachten. Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung des Landes Schleswig-Holstein., Februar 2021, S. 92 ff, abgerufen am 27. Februar 2024.
  15. ↑ Michael Steiner, Ulrich Marewski, Horst Silcher: DVGW-Projekt SyWeSt H2: "Stichprobenhafte Überprüfung von Stahlwerkstoffen für Gasleitungen und Anlagen zur Bewertung auf Wasserstofftauglichkeit". Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V., Januar 2023, abgerufen am 3. November 2023.
  16. ↑ Idaho national Engineering Laboratory Recommendations for Piping for Gaseous Hydrogen. Archiviert vom Original am 8. März 2021; abgerufen am 15. März 2017.
  17. ↑ 2007 - Fiber Fiber-Reinforced Polymer Pipelines. Abgerufen am 15. März 2017.
  18. ↑ NEW, COMPOSITE POLYMERIC/METALLIC MATERIALS AND DESIGNS FOR HYDROGEN PIPELINES. Archiviert vom Original am 8. Oktober 2008; abgerufen am 15. März 2017.
  19. ↑ 2006 FRP Hydrogen Pipelines. Abgerufen am 15. März 2017.
  20. ↑ Lifetime Simulation Composite & Multilayer Pipelines. Archiviert vom Original am 7. Februar 2012; abgerufen am 15. März 2017.
  21. ↑ 2004 USA pipelines. Archiviert vom Original am 27. Mai 2010; abgerufen am 15. März 2017.
  22. ↑ J. L. Gillette, R. L. Kolpa: Overview of Interstate Hydrogen Pipeline Systems. ANL/EVS/TM/08-2. Argonne National Laboratory (ANL), 1. Februar 2008 (osti.gov [abgerufen am 15. März 2017]).
  23. ↑ 2004 EU pipelines. Archiviert vom Original am 24. November 2006; abgerufen am 15. März 2017.
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