Wasserstoff braucht Rohre

Für Speicherung und Transport von Wasserstoff wird ein hoher Investitionsbedarf notwendig. Hier ist vor allem die Rohrbranche gefordert, die bereits geeignete Technologien und Materialien anbietet. Es ist also – wie man so sagt – schon "eine Menge in der Pipeline".

Europa plant, bis 2050 CO₂-neutral zu sein. Zur Erreichung der Klimaneutralität wird Wasserstoff mitentscheidend sein – und das in mehrfacher Hinsicht. Als Speichermedium könnten mit H₂ die bei der Nutzung erneuerbarer Energien üblicherweise auftretenden Schwankungen zwischen Energieproduktion und –Verbrauch ausgeglichen werden. Außerdem könnte die Industrie – beispielsweise die Stahlproduktion – durch die Verwendung von grünem Wasserstoff CO₂-neutral werden. Notwendig ist dahinter allerdings immer eine Infrastruktur aus Rohrleitungen und Anlagentechnik.

Der sichere Wasserstofftransport wird bei einem regenerativen Energiemix eine zentrale Rolle einnehmen – und die Rohrbranche ist bereits H₂-ready. So liefert MannesmannStahlrohre, die für den Transport und die Speicherung ausgelegt sind. Für die H₂-Weiterleitung – etwa in Pipelines – wird die Innenoberfläche frei von Oberflächenabsätzen gefertigt. Innere Angriffspunkte für den Wasserstoff werden durch eine Unterschreitung des Phosphor- und Schwefelgehaltes auf ein Minimum beschränkt. Ein weiter abgesenktes Kohlenstoffäquivalent gewährleiste zudem eine hervorragende Schweißbarkeit des Rohrwerkstoffes, betont Mannesmann. Das sichere eine lange Lebensdauer.

Gemeinsam mit Partnern aus der Stahldistribution liefert Benteler Steel/Tube die Benteler Hyresist-Produktfamilie, zu der nahtlose, warmgewalzte Rohre gehören, die die Anforderungen der European Industrial Gases Association (EIGA) an Rohre für Verteilnetze erfüllen. Die Kriterien lauten: wasserstoffkonforme Stahlanalyse, Druckresistenz sowie homogene Struktur. Der Abmessungsbereich der Benteler-Rohrlösung entspricht mit einem Außendurchmesser von 21,3 bis 141,3 mm den aktuellen Vorgaben für Wasserstoffleitungen. Darüber hinaus würden optimierte mechanische Werte und die hohe Reinheit der verwendeten Stahlwerkstoffe einer Wasserstoffversprödung vorbeugen, erklärt das Unternehmen.

Auch der deutsche Spezialrohrhersteller Butting ist bereit für den H₂-Rohrmarkt. Mit vakuumisolierten Transferleitungen könnten laut Unternehmen im Vergleich zu konventionell mit Schaum isolierten Rohren Zeit und Ressourcen gespart werden. Der kosteneffiziente Transfer von flüssigem Erdgas und flüssigem Wasserstoff LH₂ (LNG) erfordere Leitungssysteme in wesentlich größeren Dimensionen, als dies für andere kryogene Flüssigkeiten der Fall sei. So können kleinere Rohrdurchmesser gewählt werden, wodurch der Materialaufwand reduziert wird. Neben Standardleitungen gehören zur Firmen-Expertise unter anderem Transfersysteme für Trailer (Helium und Wasserstoff), Wasserstoff-Systeme für die Automobilbranche sowie Betankungssysteme für die Luft- und Raumfahrt (Wasserstoff und Sauerstoff).

Wichtig ist es aktuell, mit vorausschauendem Blick zu agieren. So werden in Wolfsburg/D zwei hochmoderne Gaskraftwerke die Energieversorgung des VW-Werks und der Stadt Wolfsburg sichern. Damit sie später auch mit Wasserstoff betrieben werden können, seien beim Bau der Versorgungsleitung schon jetzt H2ready Rohre von Mannesmann Line Pipe zum Einsatz gekommen, heißt es vonseiten der Lieferfirma. Entsprechend dimensioniert seien die knapp 1.900 Rohre mit Einzellängen von bis zu 18 Metern in der Güte L360NE und einen überwiegenden Durchmesser von 406,4 mm. Die Trasse verläuft parallel zu einer bereits bestehenden Leitung und wurde auf einer Länge von neun Kilometern grabenlos und damit schonend verlegt. Hierfür wurden die Rohre zusätzlich mit GFK umwickelt.

Für die Anbindung des LNG-Gasterminals in Brunsbüttel nach Hetlingen liefert die Salzgitter AG-Tochter Mannesmann Grossrohr GmbH (MGR) im Auftrag der Gasunie Deutschland Rohre mit einem Durchmesser von DN 800 für eine Länge von insgesamt etwa 54 Kilometern. Die rund 3.200 Rohre sind so spezifiziert, dass durch die Leitung in Zukunft auch Wasserstoff transportiert werden könne, erklärt MGR. Die Inbetriebnahme ist bis Ende 2023 vorgesehen.

Ein aktuell aufsehenerregendes Bauprojekt ist die Anbindung des LNG-Terminals Wilhelmshaven mit H₂-ready Stahlrohren von Mannesmann Line Pipe im Auftrag des Energienetzbetreibers Ewe Netz. Mit rund 16.000 t H₂-ready Rohren trägt Mannesmann zum Ausbau der LNG-Infrastruktur im Nordwesten Deutschlands bei. Insgesamt liefert das Unternehmen etwa 4.100 Rohre im Abmessungsbereich DN 600 in den Längen 18 bis 12 Meter. Die Inbetriebnahme der Leitung soll Ende 2023 erfolgen.

Mit "Salcos" (Salzgitter Low CO₂ Steelmaking) strebt Salzgitter gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft und Forschung die Grundlagen für eine nahezu CO₂-freie Stahlproduktion an. Zentrale Elemente des Programms sind Strom aus erneuerbaren Quellen und dessen Einsatz in der Produktion von Wasserstoff mittels Elektrolyse. Grüner Wasserstoff solle die Kohle ersetzen, die derzeit im konventionellen Hochofenprozess verwendet werde, erläutert der Konzern. Möglich werde dies mithilfe sogenannter Direktreduktionsanlagen, in denen Eisenerz durch Wasserstoff direkt im festen Zustand zu Eisen reduziert wird. Bei dieser Technologie werde an Stelle von CO₂ Wasserdampf ausgestoßen.

Fazit: Es gibt aber noch viel zu tun: So ist auch Deutschland noch nicht ausreichend auf den Hochlauf einer "Wasserstoff-Wirtschaft" vorbereitet. So lautet das Ergebnis der H₂-Bilanz, einer Analyse des Energiekonzerns E.ON zufolge reiche im Hinblick auf das Jahr 2030 weder die deutsche Erzeugungskapazität von grünem Wasserstoff aus, noch könne der deutsche Importbedarf gedeckt werden. Außerdem mangele es – noch - an der Infrastruktur. Die Rohrbranche ist gefordert. [gr]