Verstärkte Wasserstoffnutzung gelingt nicht ohne die Rohrbranche

Europa plant, bis 2050 CO₂-neutral zu sein. Zur Erreichung der Klimaneutralität wird Wasserstoff mitentscheidend sein – und das in mehrfacher Hinsicht. Als Speichermedium können mit ihm Schwankungen zwischen Energieproduktion und -verbrauch, die bei der Nutzung von Erneuerbaren Energien auftreten, ausgeglichen werden. Außerdem wird durch die Verwendung von grünem Wasserstoff die Industrie – wie etwa bei der Stahlproduktion – CO₂-neutral. Notwendig ist jeweils 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 Mannesmann Stahlrohre, 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 – im Vergleich zur EIGA-Richtlinie – auf ein Minimum beschränkt. „Ein weiter abgesenktes Kohlenstoffäquivalent gewährleistet eine hervorragende Schweißbarkeit unseres 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 und die die Anforderungen der European Industrial Gases Association (EIGA) an Rohre für Verteilnetze erfüllt. 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 beugen optimierte mechanische Werte und die hohe Reinheit der verwendeten Stahlwerkstoffe einer Wasserstoffversprödung vor“, erklärt das Unternehmen.

Ein vorausschauender Blick kann sich lohnen. So werden in Wolfsburg zwei hochmoderne Gaskraftwerke die Energieversorgung des VW-Werks und der Stadt Wolfsburg sichern. „Damit sie perspektivisch auch mit Wasserstoff betrieben werden können, kamen beim Bau der Versorgungsleitung schon jetzt Mannesmann H2ready Rohre von Mannesmann Line Pipe zum Einsatz“, erläutert Mannesmann. Die knapp 1.900 Rohre besitzen 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 9 km grabenlos und damit besonders schonend verlegt. Hierfür wurden die Rohre zusätzlich mit GFK umwickelt.

Für die Herstellung von Rohren für den Wasserstofftransport werden H2-optimierte Stähle für sichere und langlebige Rohrleitungstransportsysteme benötigt, die auch Thyssenkrupp liefert. Der Konzern verfügt neben den niedriglegierten Stahlsorten X42 und X52, die zum Transport von gasförmigem Wasserstoff und Wasserstoffgemischen geeignet sind, über optimierte Werkstoffkonzepte für den Festigkeitsbereich bis X70. „Diese Stähle sind im Hinblick auf die zu erwartenden Normanforderungen von Längs- und Spiralnahtrohren zum Wasserstofftransport, insbesondere in Bezug auf eingeschränkte Gehalte an Kohlenstoff, Phosphor und Schwefel, optimiert“, erläutert Thyssenkrupp.

Auch die Produktion von Stahl soll – unter Zuhilfenahme von Wasserstoff – klimafreundlicher werden. Thyssenkrupp Steel investiert daher in die Dekarbonisierung seiner Stahlproduktion, womit auch die ökologische Bilanz von Stahlrohren wiederum verbessert wird. Daher beauftragte der Konzern SMS mit dem Engineering, der Lieferung und dem Bau einer wasserstoffbetriebenen Direktreduktionsanlage, zweier Einschmelzer und zugehöriger Nebenaggregate am Standort Duisburg. Es handelt sich um eines der weltweit größten industriellen Dekarbonisierungsprojekte mit einem Auftragsvolumen allein für SMS von über 1,8 Milliarden Euro, die Inbetriebnahme ist für Ende 2026 vorgesehen.

Mit Salscos (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. „Dieser grüne Wasserstoff wird die Kohle ersetzen, die wir derzeit im konventionellen Hochofenprozess verwenden“, erläutert der Konzern. Möglich wird 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.

Es gibt viel zu tun: So ist beispielsweise Deutschland nicht ausreichend vorbereitet auf den Hochlauf der Wasserstoff-Wirtschaft. So lautet das Ergebnis der H2-Bilanz, einer Analyse des Energiekonzerns E.ON, die auf Daten des Energiewirtschaftlichen Instituts an der Universität zu Köln basiert. „Mit Blick auf das Jahr 2030 stellt sich heraus, dass weder die inländische Erzeugungskapazität von grünem Wasserstoff ausreicht, noch der deutsche Importbedarf gedeckt werden kann.“ Außerdem mangele es an der Infrastruktur – noch. Hier ist nun auch die Rohrbranche gefordert. Für die Umsetzung ist sie bereit.

Innovationen zum Thema Wasserstoff werden auf der internationalen Branchenmesse Tube vom 15. bis 19. April 2024 auf dem Düsseldorfer Messegelände gezeigt.