Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Rissinitiierungs- und ausbreitungseigenschaften in Pipelinestählen für den Transport wasserstoffhaltiger Gemische

Zum Klimaschutz wurde im Rahmen der politischen Diskussion in Deutschland eine weitgehende Treibhausgas-Neutralität bis zum Jahre 2050 gefordert. Um die ehrgeizigen Klimaziele zu erreichen, muss die Effizienz der in den Bereichen Verkehr und Energiewirtschaft ergriffenen Maßnahmen deutlich gesteigert werden. Zur signifikanten Reduktion des CO2-Ausstoßes sind daher anstelle technologischer Weiterentwicklungen radikale Technologiewechsel umzusetzen. In diesem Zusammenhang rückt Wasserstoff als Energiequelle für die genannten Bereiche zunehmend in den Blickpunkt. Neben der Schaffung von Kapazitäten zur Erzeugung des Wasserstoffs ist derzeit vor allem der Transport problematisch. Es ist daher dringend zu klären, ob Wasserstoffgemische durch bestehende oder zu verlegende Großrohrleitungen transportiert werden können. Dieses Forschungsprojekt widmet sich Fragestellungen nach der Bauteilsicherheit von Pipelines, in denen anstelle von Erdgasen Wasserstoffgemische gefördert werden. Dabei muss das schlagartige Bersten der druckführenden Rohrleitung unbedingt ausgeschlossen werden, da hierbei erhebliche Gefahren für die Bevölkerung, die Umwelt und die Infrastruktur drohen. Im kürzlich abgeschlossenen IGF-Projekt 19581N haben die Forschungsstellen Ansätze zur quantitativen Beschreibung des Versagensverhaltens von Erdgas- und CO2-Pipelines entwickelt, die als Grundlage zur Bewertung von Wasserstoff-Pipelines dienen. Entsprechende Weiterentwicklungen des FSI-Ansatzes und Validierungsschritte bilden die Schwerpunkte des hier beantragten Projekts. Zusätzlich wird der Ansatz um den bisweilen vernachlässigten Einfluss der Rohrherstellung erweitert, da darin die Rohrmaterialeigenschaften verglichen mit dem Grobblech erheblich verändert werden. Das Projekt soll zur Entwicklung von Bauteilsicherheitsnachweisen beitragen, die oftmals von kmUs erbracht werden. Der Transport von Wasserstoffgemischen wird so ermöglicht und die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger unterstützen.