Transportmöglichkeiten von H2O

Pipelines sind besonders vorteilhaft für den Transport großer Mengen komprimierten gasförmigen Wasserstoffs. Nur der Bau eines Pipelinenetzes für die Verteilung von Wasserstoff ist mit hohen und langfristigen Investitionen verbunden.

Gasförmiger Wasserstoff wird hauptsächlich in Rohren aus rostfreiem Stahl transportiert, die zur besseren Dichtigkeit nahtlos miteinander verbunden bzw. verschweißt sind.

 

In Deutschland gibt es zwei große Wasserstoff-Pipelinesysteme; zwischen Köln, Leverkusen, Düsseldorf und dem Ruhrgebiet verläuft eine 240 Kilometer lange Pipeline des französischen Gasversorgers Air Liquide. Jährlich werden über diese Leitung rund 250 Millionen Kubikmeter Wasserstoff (bei 20 bis 100 bar) transportiert. Die zweite Leitung gehört dem Gasunternehmen Linde und verbindet die Städte Merseburg, Leuna, Bohlen, Bitterfeld und Rodleben bei Dessau; diese Leitung ist 100 Kilometer lang.

 

Elf große Gasunternehmen aus Europa haben 2020 ein gemeinsames Positionspapier veröffentlicht, das ein 23.000 Kilometer langes Pipelinesystem als "Wasserstoff-Rückgrat" für Europa vorsieht. Bis 2030 könnte dieses Pipelinesystem 6.800 Kilometer umfassen und Deutschland, Frankreich, Italien, Spanien, die Niederlande, Belgien, die Tschechische Republik, Dänemark und die Schweiz miteinander verbinden.

 

Ein Großteil der Pipelines könnte durch die Umrüstung von Erdgasleitungen realisiert werden, was die Kosten enorm senken würde. Für eine Übergangszeit bis zur Umstellung auf eine reine Wasserstoffversorgung bietet sich die Nutzung der bestehenden Infrastruktur zur Erdgasversorgung (Pipelines und Untergrundspeicher) und die Beimischung von Wasserstoff in das Erdgasnetz (direkt oder auch über Methanisierung) als Alternative an. Bereits heute könnte je nach Anwendung eine direkte Beimischung von bis zu 20 Prozent Wasserstoff in das Erdgasnetz realisiert werden, wobei keine größeren Änderungen an den Leitungen und an den mit dem entsprechenden Kraftstoffgemisch betriebenen Haushaltsgeräten erforderlich wären. 

 

Da Wasserstoff alle bekannten Materialien durchdringen kann, insbesondere an den Stoßstellen der Rohre und bei eingefügten Bauteilen wie Schieber mit Dichtungen, ist die Klimaschädlichkeit durch Entweichen in die Atmosphäre mittlerweile bekannt: Wasserstoff an sich verursacht zwar keine Klimaerwärmung, aber er reagiert mit anderen Gasen in der Atmosphäre und verstärkt deren Erwärmungseffekt zusätzlich. „Wasserstoff ist ein starkes indirektes Treibhausgas“, erklärt Steven Hamburg, leitender Wissenschaftler beim Environmental Defend Fund (EDF), einer globalen Non-Profit-Organisation, die sich der Bekämpfung des Klimawandels widmet. Nach den aktuellen Schätzungen des EDF ist die Klimawirkung von Wasserstoff über einen Zeitraum von 20 Jahren etwa 34-mal höher als die von CO2. Betrachtet man die Auswirkungen über einen Zeitraum von 100 Jahren, so verringert sich das Erderwärmungspotenzial auf das Acht- bis 13-fache. Mit zunehmender Produktion steigt auch das Risiko von Wasserstofflecks. Nach Angaben des Center on Global Energy Policy an der Columbia University könnte die Leckrate in der gesamten Wirtschaft 5,6 Prozent erreichen, verglichen mit geschätzten 2,7 Prozent im Jahr 2020 (Quelle: euractiv.com). 

 

In den Pipelines des Erdgasnetzes herrschen in den Hochdruckleitungen Drucke bis zu 100 bar. Diese werden in den Mitteldruck- und Niederdruckleitungen deutlich reduziert. Für die notwendigen Anpassungen an den Wasserstofftransport sind hauptsächlich die geringere Energiedichte pro Volumen, der negative Joule-Thomson-Effekt an den Übergabestationen und die Eignung der Dichtungen zu beachten.