De toekomstbestendigheid en de algemene acceptatie van de netwerkinfrastructuur in de gassector hangen af van de principiële mogelijkheid om de bestaande systemen verder te gebruiken bij groen gas en daarnaast of de nu al geringe gasverliezen tot nul kunnen worden teruggebracht. Nieuw in ontwikkeling zijnde buissystemen bij fabrikanten ondersteunen dit proces. Een succesvolle energietransitie betekent de combinatie van voorzieningszekerheid en milieuvriendelijkheid met innovatieve en intelligente klimaatbescherming. Daarvoor heeft Duitsland alternatieven nodig voor de momenteel nog gebruikte fossiele energiedragers. Dat geldt met name ook voor gasvormige en vloeibare energiedragers, ook al zullen deze in een industrieland als Duitsland nog gedurende langere tijd een integraal onderdeel van het energiesysteem blijven. Waterstof als gas krijgt een steeds centralere rol bij de verdere ontwikkeling en voltooiing van de energietransitie. Hierbij worden in de vakwereld verschillende oplossingsbenaderingen besproken: enerzijds een volledige omschakeling van een netwerk naar waterstof, bijv. voor industriële toepassingen, anderzijds modellen voor bijmenging van waterstof in een bestaand gasnet. Duitsland beschikt met zijn uitgebreide aardgasnetwerk en de aangesloten gasopslagfaciliteiten over een goed uitgebouwde infrastructuur voor gas. Deze zou verder moeten worden gebruikt voor de voorziening van alle huidige klantsegmenten. Waterstof zou hier kunnen fungeren als schakel tussen de toenemende regeneratieve stroomwereld van vandaag en de molecuulgebaseerde fossiele energiedragers aardgas en olie. Vooral daar waar stroom uit hernieuwbare energiebronnen niet direct kan worden gebruikt, opent de daaruit te produceren groene waterstof nieuwe decarbonisatiepaden, ook doordat het het opslagprobleem aan de stroomzijde oplost. Bij een stroomoverschot kan middels elektrolysetechniek de stroom met water in waterstof worden omgezet en vervolgens in het gasnet en de bestaande opslagfaciliteiten worden ingevoed. Implementatietechnologieën zijn reeds ontwikkeld, deels nog in projecten in erprobatie, maar hebben hun betrouwbaarheid in principe al aangetoond. Installaties en componenten worden momenteel steeds meer uitgebreid in hun vermogenscapaciteit.
Ook op het gebied van toepassingstechniek gaan de ontwikkelingen vooruit. Zo werden de afgelopen jaren talrijke apparaatonderzoeken op nationaal en internationaal niveau uitgevoerd, die aantoonden dat een groot deel van de voor warmtevoorziening gebruikte apparaten veilig functioneert tot een bijmenging van 20 vol.-% waterstof in het aardgas. Bij nieuwe apparaten zijn fabrikanten in ontwikkeling om zowel zuivere waterstofapparaten als waterstofapparaten met ombouwsets voor het gebruik van gasmengsels in de verhouding 30/70 (waterstof/aardgas) op de markt te brengen. De klanten aan gasnetten hebben dan de mogelijkheden om hun gebouwen zonder grote aanpassingsbehoefte in het warmtesysteem om te schakelen naar steeds groenere energie. Ook de onzichtbare, omdat ondergrondse infrastructuur voor een omschakeling of bijmenging van waterstof is aanwezig. Nieuwe bouwmaatregelen zijn slechts in beperkte mate noodzakelijk. De investeringen zouden minimaal zijn. Omschakelingsacties van de bestaande gasnetten op alle drukniveaus zijn gestart. Het DVGW-regelwerk werd tegelijkertijd gecontroleerd, aangevuld en deels nog ontbrekende voorschriften in nieuwe merk- en werkbladen samengevat. Het basisblad in het netwerkgebied is het DVGW-merkblad G 221 (M). Volgens de tot nu toe uitgevoerde technische analyses van de netwerkbeheerders staat vast: de nieuwe energiedrager waterstof kan via de bestaande gasnetten op alle drukniveaus naar de eindklant worden gebracht. In geldige DIN-normen wordt hierop reeds verwezen en de principiële geschiktheid bevestigd. Voor de gassector is de aangetoonde principiële geschiktheid van groot belang, want van de meer dan 500.000 km alleen al in Duitsland is 65% van de distributieleidingen en 85% van de huisaansluitingen van kunststof (overwegend PE 80, PE 100 en PE 100-RC). Vóór een netomschakeling moeten de beheerders de ingebouwde netwerkinfrastructuur van buis tot componenten tot aan de onderdelen uitgebreid beoordelen. Hiertoe werden in de DVGW op basis van ervaringen uit pilotprojecten de betreffende merkbladen G 407(M) en G 408(M) voor de omschakeling van gasnetten naar waterstof gepubliceerd. Afhankelijk van de documentatiestatus van het netwerk bij de netwerkbeheerder en de geplande bijmenging worden daar verschillende handelingsaanbevelingen genoemd. Onder andere wordt netwerkbeheerders aanbevolen om met behulp van de begin 2023 door de DVGW online gezette materiaaldatabank de waterstof-readiness van de bestaande netten te controleren. In principe bestaat er ook vanuit veiligheidsaspecten volgens de huidige stand van kennis geen aanleiding om het gebruik van de kunststofbuisnetten voor waterstof in twijfel te trekken. Toch is het belangrijk om in het ’transformatieproces energie’ eveneens nieuwe technologische impulsen te geven.
In het kunststofbuisgebied zijn de methaanverliezen zeer gering. Toch wordt bij de omschakeling naar waterstof op alle nationale en Europese niveaus steeds weer de materiaalpermeatie van kunststof ter sprake gebracht. De netwerkbeheerders worden in de toekomst verplicht om bij de gasverliezen deze verliesbron aan te geven. Een oplossingsaanpak hiervoor zijn meerlagig opgebouwde kunststof buizen met diffusiebarrièrelaag. Eerste tests tonen aan dat hierdoor de methaanverliespercentages door permeatie tegen nul en bij waterstof met 50% ten opzichte van eenwandige PE-standaardbuizen kunnen worden gereduceerd. Verdere praktijkgerichte tests aan meerlaagse buizen zijn in het kader van een DVGW-onderzoeksproject gestart. Ook vragen zowel over de drukverhoging van kunststofbuissystemen als met betrekking tot een niet-destructieve controle van lasverbindingen staan op de agenda van de DVGW. Een terugkeer naar de uitsluitend fossiele energiewereld zal er niet meer komen. In plaats daarvan zal er een verschuiving naar meer elektrische energie plaatsvinden. Eerste analyseresultaten van uitgevoerde warmteplanningen voor grotere steden tonen echter aan dat een uitsluitend elektrische energievoorziening noch vanuit ecologische gezichtspunten noch met betrekking tot de daarvoor benodigde investeringen doeltreffend zal zijn. Deze uitwerkingen worden momenteel op gemeentelijk niveau open besproken. Daarbij gaat het er niet om de CO2-neutrale energievoorziening op lange termijn in twijfel te trekken, maar veeleer om de weg daarheen veilig en toekomstbestendig te beschrijven. Hiertoe kunnen in alle sectoren de molecuulgedragen energieën zoals waterstof en biogas een centrale rol overnemen, want het bestaande gasnet kan wezenlijk bijdragen om ook in de toekomst energie naar klanten uit industrie, handel en in de gebouwensector te brengen.
Emissiereducerende kunststof buizen voor waterstof – voor de groene gasnetten van de toekomst
egeplast ontwikkelt innovatieve Green Gas Pipes met een extra permeatie-barrièrelaag voor de reductie van de emissie van waterstof en methaan. Voorwaarde voor de duurzame toekomstbestendigheid van het netwerk is de reductie van gasverliezen. Deze kan worden bereikt door sanering, uit- en nieuwbouw met innovatieve kunststof buizen met permeatie-barrièrelaag.
Bron: Duurzaamheid
