Wissenswertes
Für Ihre Baustelle – über und unter der Erde
DIE ZUKUNFT DES GASVERTEILNETZES IST GRÜN
Wasserstoffintegrität von modernen Kunststoffrohrsystemen
Deutschland hat das Ziel, bis 2045 die Klimaneutralität zu erreichen. Raumwärme, Prozesswärme und Warmwasser machen ungefähr die Hälfte des Energieverbrauchs in Deutschland aus. Um die Klimaziele zu erreichen, ist es nötig, die Wärmeversorgung umzugestalten.
Als Energieträger der Zukunft soll grüner Wasserstoff zur Dekarbonisierung von Gebäuden, Verkehr und Industrie beitragen. Um dieses Potenzial gerade für den Gebäudesektor produktiv zu machen, gilt es aktuell die in Gasverteilnetzen eingesetzten Werkstoff-, Rohr- und Bauteillösungen auf deren Wasserstoffintegrität zu bewerten, damit diese Netze auch zukünftig weiter genutzt und perspektivisch ausgebaut werden können.
Ein Energieträger mit Vergangenheit und Zukunft
Wasserstoff ist in leitungsgebundenen Infrastrukturen kein unbekannter Player. Öffentliche Gasnetze wurden in Europa ab Mitte des 19. Jahrhunderts mit sogenanntem Stadtgas betrieben, einem Brenngas, das zumeist in städtischer Regie durch Kohlevergasung hergestellt wurde. Die Hauptbestandteile von Stadtgas waren Wasserstoff H2 (rund 50 Vol.-%), Methan CH4 (rund 20 Vol.-%), Stickstoff N2 (rund 15 Vol.-%) und Kohlenstoffmonoxid CO (rund 10 Vol.-%).
Erst ab der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts erfolgte eine Umstellung auf Erdgas mit einem Methananteil (CH4) von ca. 85 bis 98 Prozent. Vor dem Hintergrund der Vision einer kompletten Dekarbonisierung der Gasversorgung bis zum Jahr 2050 – so vorangedacht in der »EU-Wasserstoffstrategie« – beschäftigt sich die Gaswirtschaft derzeit mit der Zielsetzung, regenerativ erzeugten Wasserstoff als Zusatzgas in das Gasnetz einzuspeisen.
Wasserstoffintegrität der Rohrsysteme ist gegeben
Die von der Westfälischen Kunststofftechnik GmbH produzierten Kunststoffrohrsysteme aus den Werkstoffen PE 100 RC und Polyamid 12 auf Grundlage der derzeit vorliegenden Studien und Veröffentlichungen unter den untersuchten Randbedingungen sind für den Transport von Wasserstoff geeignet.
Schrittweise Erhöhung des Wasserstoffanteils auf 100% grünen Wasserstoff
Die technischen Regelwerke des DVGW hinsichtlich eines Transports von Wasserstoff in der Gasinfrastruktur befinden sich in einer umfassenden Weiterentwicklung. Während der Wasserstoffanteil nach Regelwerk DVGW G262: »Nutzung von Gasen aus regenerativen Quellen in der öffentlichen Gasversorgung« aktuell auf maximal 10 Vol.-% begrenzt ist, sollen in Zukunft in weiteren Schritten auch höhere Anteile möglich sein. Dieser langfristig geplante Umstieg auf grünen Wasserstoff bis zum Jahr 2050 ist für die Planungshorizonte der Versorgungsunternehmen und uns als Kunststoffrohrhersteller gerade auch deshalb von hoher Relevanz, da für die langlebigen Rohr-, Formteillösungen von einer Nutzungsdauer von 100 Jahren ausgegangen werden kann. Somit gilt es für alle laufenden und geplanten Bauvorhaben die bereits abzusehenden energiepolitischen Zielsetzungen der kommenden Jahre zu berücksichtigen.
Erfahrungen in der Welt
In anderen Teilen der Welt gibt es Netze, die auch heute noch »Stadtgas« verwenden. Ein internationales Beispiel ist die Hong Kong & China Gas Company. Sie liefert Gas, das aus Erd- und Deponiegasquellen hergestellt wird. Der Hauptbestandteil dieses Gases ist Wasserstoff, der 46,3 % bis 51,8 % des gelieferten Gases ausmacht. Hongkong begann 1987 mit der Verwendung von Polyethylenrohren und verfügt über ein ausgedehntes Netz mit Rohrdurchmessern von 32 bis 400 mm, das mit einem Druck von bis zu 4 bar arbeitet. In Westeuropa unternehmen viele Netze jetzt die ersten Schritte zur Wiedereinführung von Wasserstoff als Mischung mit Erdgaskomponenten, um die Kohlenstoffemissionen zu verringern. Dabei handelt es sich in der Regel um Konzentrationen von Wasserstoff bis zu 30 %, und zwar nicht aus Sicherheitsgründen für die Rohrleitungssysteme, sondern aus dem Grund, dass die von den Endverbrauchern betriebenen Geräte keine Änderung der Verbrennungssysteme erfordern. Es gibt mehrere erfolgreiche Beispiele für solche Programme in Ländern wie den Niederlanden, Dänemark und Großbritannien.
Eine einheitliche Lösung ist erarbeitet worden
Um das thematische Umfeld eines sicheren Transports von Wasserstoff kontinuierlich weiterzuentwickeln arbeitete die Westfälische Kunststofftechnik GmbH gemeinschaftlich mit dem Kunststoffrohrverband e. V. (KRV), Bonn, als wissenschaftlich technische Institution intensiv daran, das Thema „Zertifizierung von Kunststoffrohren für Wasserstoff-Anwendungen“ voranzubringen.
Hierbei ist das Ziel gewesen, die wasserstoffspezifischen Prüfungen in die bestehenden Zertifizierungen mit einfließen zu lassen. Mit allen Marktteilnehmern sollte eine einheitliche Lösung hierzu erarbeitet werden. Ziel war es, dem Markt für eine gelingende Energie- und Wärmewende eine Vielzahl leistungsfähiger und nachhaltiger Werkstoff-, Rohr- und Bauteillösungen zur Verfügung zu stellen und die Leistungsfähigkeit dieser Systeme an den Anforderungen einer nachhaltigen Infrastrukturplanung kontinuierlich weiterzuentwickeln.
Dies wurde schließlich durch das DVGW Zertifizierungsprogramm ZP 8106 der Cert GmbH Bonn, welches am 22. März 2023 veröffentlicht wurde, erreicht.
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