Grüner Wasserstoff im Rohr Kunststoff schlägt bei Wasserstoffgewinnung den Stahl

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Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung

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Damit grüner Wasserstoff wirtschaftlicher produziert werden kann, forscht die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) an glasfaserverstärkten Kunststoffrohren, die das garantieren sollen.

Deutschland will seine Kapazitäten für die Herstellung von grünem Wasserstoff bis 2030 auf 10 Gigawatt ausbauen. Dieses Ziel kommt aber auch einer Verhundertfachung der bis Ende 2023 installierten Leistung gleich, so die BAM. Deshalb ist der möglichst rasche Aufbau einer Infrastruktur zur effizienten Wasserstoffelektrolyse ein zentrales Thema. Eine entscheidende Rolle dabei spielen die Rohrsysteme an der sogenannten Peripherie der Elektrolyseure. Diese technischen Komponenten sind notwendig, um den Elektrolyseprozess starten, steuern und den so erzeugten Wasserstoff weiterverarbeiten zu können. Sie dienen unter anderem der Reinigung und Kompression des erzeugten Wasserstoffs sowie zu seiner Einspeisung ins Versorgungsnetz. Bisherige Rohrsysteme, die das problemlos schafften, machten aber auch 50 Prozent der Kosten eines Elektrolyseurs aus. Das liegt vor allem daran, dass sie bisher aus recht teuren Stahlwerkstoffen bestehen, weil sie einer durch typische Wasserstoffeffekte verursachten Rissbildung und Spannungsrisskorrosion standhalten. Eine deutlich günstigere Alternative sieht das BAM mit Blick auf Rohrsysteme aus faserverstärkten Kunststoffen (Composites), wie sie bereits in anderen Bereichen (etwa der Sanitärtechnik) im Einsatz sind. Die halten bis dato aber nur ein Druckniveau von maximal 15 bar aus. Rund um die Herstellung, Speicherung und Nutzung von Wasserstoff wirkten allerdings deutlich höhere Drücke im Innern der Rohre. Das Ziel eines Forschungsprojektes ist es deshalb, nicht nur günstige glasfaserverstärkte Kunststoffrohre (GFK-Rohre) zu entwickeln, sondern diese auch für dauerhafte Druckwerte bis 50 bar und einen sogenannten Berstdruck von über 150 bar fit zu machen.

Wasserstoffdichte GFK-Rohre durch Spezialbeschichtung

Dazu werden im Projektverlauf, wie es weiter heißt, verschiedene Rohrformen und Herstellungsmethoden getestet, um die Leitungen druckfester zu machen. Außerdem würden spezielle Beschichtungssysteme konzipiert, die verhindern sollen, dass Wasserstoff aus den Kunststoffrohren austreten könne (diffundiert). Diese neuen Verfahren werden in enger Kooperation mit kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) entwickelt, die solche aufwändigen Technologieprojekte nicht selbst abarbeiten könnten. Ein zweiter Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Verbindungstechniken für Kunststoff-Rohrleitungen. Denn auch bei diesem Thema stellten der hohe Betriebsdruck und die geforderte Wasserstoffdichtheit besondere Herausforderungen dar. Schließlich testen die Wissenschaftler im Forschungsverbund „PolyH2Pipe“ auch noch, wie gut die neu entwickelten Kunststoffleitungen den Anforderungen unter realen Bedingungen standhalten. „PolyH2Pipe“ ist übrigens ein Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert. Es soll den Wissenstransfer sicherstellen und den Einstieg in die Wasserstofftechnologie für KMUS erleichtern, sowie den Ausbau der Wasserstoffwirtschaft in Deutschland unterstützen.

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