德国最大的可再生能源非附属杂志《ERNEUERBARE ENERGIEN》最新刊文：改造现有天然氢管道用作氢气管道的成本约为新建氢气管道的五分之一。
在德国，规划中的60%的核心氢气网络由改造后的天然气管道组成。
这些管道是什么？改造是如何进行的？
德国正在重新定位未来的能源。未来，大量的绿色氢气将取代天然气，通过管道输送，为工业领域提供更加气候友好的替代方案。
如何实现这一目标已在该国核心氢气网络规划中阐明。该规划最初由长距离管道运营商制定，并于2024年10月获得联邦网络管理局的批准。
然而，规划中的9,666公里的管道，并非都是新建的。核心管网约60%由改造后的天然气管道组成。
根据德国天然气与水技术科学协会 (DVGW) 的数据，改造现有管道的成本约为新建管道成本的五分之一。因此，尽可能多地改造原有的天然气管道是一个合理的理由。然而，氢气和天然气的化学性质不同。那么，实现这种改造需要什么呢？
管网发展方案审查
然而，在进行管道改造之前，必须首先明确哪些管道适合改造。
“只有经联邦网络管理局批准的天然气输送管网部分才会进行改造，因为它们并非维护天然气供应安全所必需的。”DVGW 天然气基础设施主管 Andreas Schrader 表示。
德国联邦网络管理局的《天然气和氢气管网发展规划》负责规划和协调哪些管网段将被选中。该规划旨在根据需求优化和扩展天然气输送和氢气输送网络，以确保管网的可靠运行。
具体而言，能源系统运营商正在制定一个情景框架。该框架至少包含三种情景，代表未来10至15年天然气和氢气行业可能的发展情况。这确保了氢气网络的发展与市场增长同步。这些措施每两年进行一次审查，以确保其符合需求。
单独测试和转换
除了管道之外，天然气输送管道还包括压缩机系统、气体测量系统、压力控制系统以及组件和设备的阀门。
由于氢气运行会影响管道的剩余使用寿命，因此首先根据转换所需的运行参数对这些参数进行评估。
“必须对每条管道进行单独评估，因为有些天然气输送管道已经运行了数十年，而且材料、制造工艺以及测试和文档要求也在不断发展。”Andreas Schrader 解释。
为了建立评估基础，德国天然气和水电协会 (DVGW) 与研究机构和专家合作，对所用材料的适用性进行了研究。在“钢材的氢适应性 - SyWeSt H2”研究项目中，德国所有常用的管线钢都经过了高达100 bar（10兆帕）测试压力的氢气测试。根据相关评估标准，确定所用钢材适用于氢能。
一旦证明管道适合进行改造，压缩机组和用于测定气体质量和数量的测量装置必须更换为专为氢气设计的新装置。
氢气测量装置需要获得官方批准。气体系统中与防爆相关的设备也必须进行改造。至于需要进行何种程度的进一步改造（例如配件改造），则必须根据具体情况进行评估。
相关要求也已在德国天然气与水技术科学协会（DVGW）的法规中进行了说明。然而，测试也表明，许多所使用的材料适用于氢气运行，且不会受到太大的限制。
氢气转换速度更快
基于目前对运输网络的了解，将现有的天然气管道改造为氢气运输管道是可行的。
据运营商Terranets BW称，此次转换将在两到五年内完成。转换持续时间取决于确定的适应措施范围。
巴登-符腾堡州核心管网部分运营商正在将所有新建或改建的管网转换为氢能管网。因此，已建成的氢能管网，例如南德天然气管道和内卡伦茨河谷管道，可以在短时间内转换为氢能管网。
目前，审批并未减缓这一进程。要将管道转换为氢能管网，必须根据《天然气高压管道条例》向能源监管机构提交相应的通知。运营商必须提交技术信息、安全设备报告以及独立专家的专家意见。之后，能源监管机构大约需要八周时间才能批准调试。
氢气和天然气有何不同？
天然气的单位体积能量密度高于氢气，且主要成分为甲烷，而氢气的密度明显较低，单位重量能量却更高。两种气体均易燃，但氢气反应性更强，也更易燃。
在安全特性方面，氢气的爆炸范围比天然气更广，点火能量也更低。这一点在无法排除氢气泄漏的情况下尤为重要，例如在维修或维护期间打开管道系统或相关设备时。操作流程必须进行相应调整，以尽可能避免形成危险的爆炸性混合物。
【信息来源：Fabian Kauschke / erneuerbareenergien】