H2-Transport
Wie funktioniert das zukünftige Wasserstoffsystem?
Unter Verwendung von grünem Strom kann in Elektrolyseuren regenerativer Wasserstoff als speicherfähiger Energieträger hergestellt werden. Bei der Power-to-Gas-Technologie wird Wasserstoff mittels Gasleitungen zu den
Verbrauchern wie z. B. Industrieunternehmen oder Heizkraftwerken transportiert. Um saisonale Schwankungen in der Erzeugung und im Verbrauch (Sommer/Winter) auszugleichen, sind an das Gassystem Speicher angeschlossen, die große Mengen Wasserstoff speichern können.
Was ist anders
beim Transport
von H2?
Grundsätzlich handelt es sich sowohl bei Methan als auch bei Wasserstoff um gasförmige Energieträger. Die physikalischen Unterschiede von Wasserstoff und Methan sind aber vielfältig. Von besonderer Relevanz im Hinblick auf die netztechnische Auslegung und Fahrweisen sind folgende Eigenschaften:
- die wesentlich geringere Dichte von Wasserstoff (etwa Faktor 8)
- der niedrigere Energieinhalt (pro Volumen, Faktor 3,6)
- die niedrigere Viskosität
- der Kompressionsfaktor >1
Um etwa den gleichen Energieinhalt zu transportieren, muss also die Strömungsgeschwindigkeit von Wasserstoff um das ca. 3-fache erhöht werden. Dies stellt aufgrund der niedrigeren inneren Reibung des Gases (Viskosität) allerdings kein Problem dar.
Für Gasspeicher bedeutet dies, dass höhere Speicherdrücke realisiert werden müssen, was aufgrund des hohen Kompressionsfaktors mit steigendem Druck energetisch aufwendiger wird. Aufgrund der geringeren Dichte bzw. kleineren Moleküle besitzt Wasserstoff eine höhere Durchdringungsfähigkeit (gesteigerte Permeation) was eine detaillierte Untersuchung der Dichtungen bzw. Verbindungen nach sich zieht.
Allerdings ist der Transport von Wasserstoff über Leitungen eine bereits jahrzehntelang erprobte Technologie. In Deutschland und vielen anderen Ländern gibt es seit Jahrzehnten privatwirtschaftliche Wasserstoffnetze, die fachlich überwacht und sicher betrieben werden. Somit werden kontinuierlich alle möglichen Gefahren auf ein Minimum reduziert.
Leitungs-
umstellung
Methan auf
Wasserstoff
Unsere Gasleitungen aus Stahl haben entscheidene Vorteile: Sie sind bereits vorhanden und können in den meisten Fällen auf H2 umgestellt werden. Das spart Zeit und Geld.
Schon heute bereiten wir uns auf einen nachhaltigen, leitungsgebundenen Transport klimaneutraler Gase, insbesondere Wasserstoff, vor: In unserem Wasserstoff-Pilotprojekt TH2ECO untersuchen wir die Umstellung einer 42 km langen Gasleitung unseres Bestandsnetzes auf 100 % Wasserstoff.
Gasleitungen können prinzipiell nach folgendem Schema umgestellt werden:
1. SCHRITT:
DOKUMENTATIONSPRÜFUNG
Die Unterlagen des Betreibers über die Errichtung und den Betrieb der Gasleitung, einschließlich aller Änderungen, müssen auf Vollständigkeit und Übereinstimmung mit den zum Zeitpunkt der Umstellung geltenden technischen Regeln geprüft werden.
2. SCHRITT:
LEITUNGSINSPEKTION
Grundvoraussetzung für die Wasserstoffumstellung ist die technische Eignung des Systems. Neben verschiedensten Laboranalysen wird die Leitung mit einem Inspektionsgerät, dem sog. Molch, untersucht. Dieser bewegt sich ähnlich einer Rohrpost mit dem Gasstrom und tastet dabei mit verschiedensten Sensoren das Rohr ab.
3. SCHRITT:
TECHNISCHE ANPASSUNG
Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird die Gasleitung entsprechend der technischen Anforderungen für Wasserstoff angepasst. Dazu werden punktuell Rohrleitungsteile ausgetauscht und Armaturenstationen sowie Anschlusspunkte für Ein- und Ausspeisungen neu gebaut.
4. SCHRITT:
BEHÖRDLICHE GENEHMIGUNG
Nach erfolgreichem Abschluss aller Untersuchungen und Anpassungen wird durch einen Sachverständigen die Leitungsintegrität mit einer gutachterlichen Äußerung bestätigt. Anschließend wird die Umstellung auf Wasserstoff bei der zuständigen Behörde angezeigt und von dieser freigegeben. Der Transport von Wasserstoff kann beginnen.
Impressionen von unseren Leitungsumstellungen (für eine größere Ansicht der Fotos bitte klicken)
