Deutsche Gasleitungen sind für Wasserstoff geeignet

Wasserstoff gilt als wichtiger Energieträger der Zukunft, da er als sauberer Brennstoff zur Reduktion von CO2-Emissionen beitragen kann. Deshalb ist auch ein überregionales Wasserstoffnetz für eine klimafreundliche Energiewirtschaft in Deutschland unverzichtbar. Obwohl es bereits teilweise regionale Netze gibt, muss ein bundesweites Netz noch aufgebaut werden. Neben dem Bau neuer Pipelines können dafür erstmal auch bestehende Erdgasleitungen umgerüstet werden.

Wie sieht es mit bestehenden Gasleitungen aus?

Doch wie sieht es eigentlich mit bestehenden Gasleitungen aus? Können sie für Wasserstoff wirklich verwendet werden? Schließlich weist Wasserstoff andere physikalische und chemische Eigenschaften als herkömmliche Gase auf, von daher müssen Gasleitungen, die für den Transport von Wasserstoff genutzt werden, besondere Anforderungen erfüllen.

Das Projekt SyWeSt H2 hatte als Hauptziel, die Anwendbarkeit und Übertragbarkeit der bruchmechanischen Kenngrößen, die im amerikanischen Standard ASME B31.12 speziell für den Transport von Wasserstoff festgelegt sind, auf die Rohrmaterialien im deutschen Gashochdruckleitungsnetz zu überprüfen. Die Forschenden des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches e.V. (DVGW) in Zusammenarbeit mit Open Grid Europe und der Materialprüfungsanstalt der Universität Stuttgart sind nun zum Ergebnis gekommen, dass die im deutschen Gasnetz verwendeten Stahlrohrleitungen für den Transport von Wasserstoff geeignet sind.

Vergleichsanalyse von Pipeline- und Rohrleitungsstählen

Für das Projekt wurden bruchmechanische Rissfortschrittsuntersuchungen an einer repräsentativen Auswahl von Pipeline- und Rohrleitungsstählen durchgeführt, die unterschiedliche Alters- und Materialfestigkeiten aufweisen. Die Ergebnisse wurden mit den Rissfortschrittsbeziehungen der ASME B31.12 verglichen. Die Vergleichsanalyse ergab, dass eine weitgehende – auch quantitative – Übereinstimmung zwischen den Rissfortschrittsbeziehungen der ASME und den im Rahmen des SyWeSt H2-Projekts abgeleiteten Rissfortschrittsbeziehungen besteht. Um die Wasserstofftauglichkeit zu bewerten, wurde ein repräsentativer Querschnitt der in deutschen und teilweise auch europäischen Rohrleitungen verwendeten Stähle extremen Betriebs- und Alterungseinflüssen unter Wasserstoff ausgesetzt und technisch geprüft.

Darüber hinaus hat man festgestellt, dass es keine Unterschiede in Bezug auf die grundsätzliche Eignung für den Transport von Wasserstoff im Vergleich zu Erdgas gibt. Die betriebsbedingte Alterung und geforderte Bruchzähigkeit entsprechen den Erwartungen an eine sichere Verfügbarkeit über mehrere Jahrzehnte.

Auf bestehende Infrastruktur zurückgreifen

„Von den drei Herausforderungen entlang der Wertschöpfungskette – Erzeugung, Transport und Nutzbarmachung – ist der Transport nun grundsätzlich gelöst. In Leitungsnetzen werden die Rohre auch weiterhin genutzt werden können, und nur einzelne Einbauteile oder Stationselemente sind zu ertüchtigen oder auszutauschen“, erklärt Prof. Gerald Linke, Vorstandsvorsitzender des DVGW. Das sei volkswirtschaftlich sinnvoll, denn man kann auf eine bestehende Infrastruktur mit einem über viele Jahrzehnte getätigten Investitionsvolumen in Höhe von rund 300 Milliarden Euro zurückgreifen. Prof. Gerald Linke wies darauf hin, dass die Bundesregierung dieses große Potenzial nun nutzen müsse und den Weg in die Wasserstoffwirtschaft ebnen. So kann die Bundesregierung ihrem Anspruch an einen beschleunigten Klimaschutz gerecht werden.

30 Milliarden Euro für die Umrüstung

Laut der Untersuchung sei es zudem möglich, das bestehende deutsche Gasnetz, das eine Länge von über 550.000 km hat, anstatt ein neues Netz für den Wasserstofftransport zu errichten, mit Gesamtkosten von nur etwa 30 Milliarden Euro umzurüsten. Wie in der entsprechenden Pressemitteilung heißt, seien Millionen von Haushalten und Unternehmen, die über einen Gasanschluss verfügen, bereits H2-ready. Oder sie können mit relativ geringem Aufwand für H2 umgerüstet werden, um ihnen eine 100-prozentige Versorgung mit klimaneutralem Wasserstoff über die bestehende Infrastruktur zu ermöglichen. Um eine vollständige Handlungs- und Rechtssicherheit bei dieser Umstellung zu gewährleisten, hat der DVGW sein Regelwerk für den Einsatz von bis zu 100 Prozent Wasserstoff aktualisiert und ergänzt es derzeit um weitere Standards.

Das Wirtschaftsministerium hatte bereits im Jahr 2020 eine „Nationale Wasserstoffstrategie“ entworfen, die Maßnahmen für den weiteren Ausbau der Wasserstoffwirtschaft vorsieht. Ziel war es, die Verfügbarkeit, den Ausbau der Infrastruktur und die Verwendung von Wasserstoff zu fördern. Im November 2022 wurde der Entwurf aktualisiert und legte besonderes Augenmerk auf die zukünftigen Netze. Demnach sei für den Markthochlauf eine vorausschauende und schnelle Entwicklung einer Terminal-, Netz- und Speicherinfrastruktur für Wasserstoff unerlässlich, neben der Verfügbarkeit von Wasserstoff selbst.