Plastrør i en grøn brintverden af i morgen: Egnethed og sikker drift påvist i pilotprojekter

Netinfrastrukturens fremtidssikring og generelle accept inden for gasområdet afhænger af den grundlæggende fortsatte anvendelsesmulighed af de eksisterende systemer med grøn gas og desuden af, om de allerede i dag lave gastab kan bringes ned mod nul. Nye rørsystemer under udvikling hos producenter understøtter denne proces. En succesfuld energiomstilling betyder en kombination af forsyningssikkerhed og miljøvenlighed med innovativ og intelligent klimabeskyttelse. Til dette har Tyskland brug for alternativer til de fossile energikilder, der stadig anvendes i dag. Dette gælder især for gasformige og flydende energikilder, selvom disse i et industriland som Tyskland vil forblive en integreret del af energisystemet i en længere periode. Brint som gas får en stadig mere central rolle i videreudviklingen og fuldførelsen af energiomstillingen. Her diskuteres forskellige løsningsmodeller i fagkredse: dels en komplet omstilling af et net til brint, f.eks. til industriel anvendelse, dels modeller for en iblanding af brint i et eksisterende gasnet. Med sit vidtforgrenede naturgasnet og de tilsluttede gaslagre råder Tyskland over en veludbygget infrastruktur for gas. Denne bør fortsat anvendes til forsyning af alle nuværende kundesegmenter. Brint kunne her fungere som et bindeled mellem den stigende regenerative strømverden af i dag og de molekylebaserede fossile energikilder naturgas og olie. Især hvor strøm fra vedvarende energikilder ikke kan anvendes direkte, åbner den deraf producerede grønne brint nye dekarboniseringsveje, også ved at løse lagringsproblemet på strømsiden. Ved overskud af strøm kan strømmen ved hjælp af elektrolyseteknik overføres med vand til brint og derefter føres ind i gasnettet og de eksisterende lagre. Implementeringsteknologier er allerede udviklet, delvist stadig under afprøvning i projekter, men har grundlæggende allerede bevist deres pålidelighed. Anlæg og komponenter udbygges i øjeblikket i stigende grad i deres ydelsesstørrelse.

Også inden for anvendelsesteknikken skrider udviklingen frem. I de seneste år er der således udført talrige udstyrsundersøgelser på nationalt og internationalt plan, som viste, at en stor del af det udstyr, der anvendes til varmeforsyning, fungerer sikkert med en iblanding på op til 20 vol.-% brint i naturgas. For nyt udstyr er producenterne i gang med at udvikle både rene brintapparater og brintapparater med ombygningssæt til brug af gasblandinger i forholdet 30/70 (brint/naturgas). Kunderne på gasnettene får så mulighed for at omstille deres bygninger til stigende grøn energi uden store tilpasningsbehov i varmesystemet. Den usynlige, fordi underjordiske, infrastruktur for en omstilling eller iblanding af brint er også til stede. Nye byggeforanstaltninger er kun nødvendige i begrænset omfang. Investeringerne ville være minimale. Omstillingsaktioner af de eksisterende gasnet på alle tryktrin er påbegyndt. DVGW-regelsættet er samtidig blevet gennemgået, suppleret og delvist manglende specifikationer er samlet i nye notater og arbejdsark. Basisarket inden for netområdet er DVGW-notat G 221 (M). Ifølge hidtidige tekniske analyser fra netoperatørerne står det klart: Den nye energikilde brint kan føres gennem de eksisterende gasnet på alle tryktrin til slutkunden. I gældende DIN-standarder henvises der allerede hertil, og den grundlæggende egnethed bekræftes. For gasindustrien er den påviste grundlæggende egnethed af stor betydning, for af de mere end 500.000 km alene i Tyskland er 65 % af distributionsledningerne og 85 % af husforbindelsesledningerne af plast (overvejende PE 80, PE 100 og PE 100-RC). Før en netomstilling skal operatørerne vurdere den installerede netinfrastruktur omfattende, fra rør over komponenter til bygningsdele. Til dette er de relevante notater G 407(M) og G 408(M) for omstilling af gasnet til brint blevet offentliggjort i DVGW baseret på erfaringer fra pilotprojekter. Afhængigt af netoperatørens dokumentationsstatus for nettet og den planlagte iblanding er der angivet forskellige handlingsanbefalinger. Blandt andet anbefales netoperatører at kontrollere eksisterende nets brint-readiness ved hjælp af materialedatabasen, som DVGW lancerede i starten af 2023. Grundlæggende er der heller ikke ud fra sikkerhedsmæssige aspekter, ifølge den nuværende viden, grund til at sætte spørgsmålstegn ved brugen af plastrørnet til brint. Ikke desto mindre er det vigtigt også at give nye teknologiske impulser i ‘energitransformationsprocessen’.

Inden for plastrørsområdet er metantabene meget små. Dog diskuteres materialepermeation af plast gentagne gange på alle nationale og europæiske niveauer ved overgangen til brint. Netoperatørerne er fremover forpligtet til at specificere denne tabskilde i forbindelse med gastab. En løsning herpå er flerlagsplastrør med et diffusionsspærrelag. Første tests viser, at metantabsraterne herved kan reduceres mod nul ved permeation og med 50 % for brint sammenlignet med enkeltvæggede PE-standardrør. Yderligere praktiske tests af flerlagsrør er påbegyndt inden for rammerne af et DVGW-forskningsprojekt. Også spørgsmål vedrørende trykforøgelse af plastrørsystemer samt ikke-destruktiv test af svejseforbindelser står på DVGW’s dagsorden. En tilbagevenden til den rene fossile energiverden vil ikke længere finde sted. I stedet vil der ske et skift mod mere elektrisk energi. Første analyseresultater fra udførte varmeplanlægninger for større byer viser dog, at en ren elektrisk energiforsyning hverken ud fra økologiske synspunkter eller med hensyn til de nødvendige investeringer vil være hensigtsmæssig. Disse udarbejdelser diskuteres i øjeblikket åbent på kommunalt niveau. Det handler ikke om at sætte spørgsmålstegn ved den CO2-neutrale energiforsyning på lang sigt, men snarere om at beskrive vejen dertil sikkert og fremtidssikret. Her kan de molekylebårne energier som brint og biogas spille en central rolle i alle sektorer, for det eksisterende gasnet kan væsentligt bidrage til også fremover at levere energi til kunder inden for industri, erhverv og bygningssektoren.