Rola rur z PVC w osiągnięciu neutralności klimatycznej

Aby zrealizować ambitny plan klimatyczny Komisji Europejskiej, zakładający osiągnięcie neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla do 2050 r., konieczne jest szybkie przejście na zieloną energię. W unijnej strategii dotyczącej wodoru i planie REPowerEU przedstawiono kompleksowe ramy wspierania upowszechniania odnawialnego i niskoemisyjnego wodoru, aby pomóc w dekarbonizacji UE w sposób opłacalny i zmniejszyć jej zależność od importowanych paliw kopalnych.

Zgodnie z tą strategią, czysty wodór produkowany z odnawialnych źródeł energii, takich jak wiatr i słońce, jest filarem tej transformacji. Zielona energia elektryczna w znacznym stopniu zdekarbonizuje zużycie energii w UE do 2050 r., ale nie całkowicie.

Wodór może zastąpić paliwa kopalne w wysokoemisyjnych procesach przemysłowych, np. w branży stalowej lub chemicznej. Może on również pomóc w obniżeniu poziomów emisji dwutlenku węgla w sektorze transportu poprzez zapewnienie paliwa dla ciężarówek, statków i innych pojazdów. Aby unijna strategia wodorowa stała się rzeczywistością, Komisja Europejska wskazuje na istniejącą infrastrukturę do przesyłu gazu ziemnego jako sposób transportu wodoru z zakładu do konsumenta.

Od wielu lat materiałem preferowanym do budowy rurociągów do przesyłu gazu ziemnego jest polichlorek winylu (PVC). W samej Holandii zainstalowanych jest ponad 80 tys. kilometrów rur PVC, co stanowi prawie 65% całej sieci. Pierwsze rury z polichlorku winylu przeznaczone do transportu gazu ziemnego zostały umieszczone w ziemi w latach 60. Rury te były wykonane z nieplastyfikowanego PVC, znanego również jako PVC-U.

Od lat 70. XX w. stosuje się wyłącznie wysokoudarowy PVC (PVC-HI). Ten rodzaj tworzywa uzyskiwany jest poprzez dodanie do PVC-U modyfikatora udarności, który zwiększa odporność rur na uderzenia z zewnątrz. Rury PVC-HI o maksymalnym ciśnieniu roboczym 200 mbar są produkowane specjalnie do celów podziemnej dystrybucji gazu ziemnego.

Raport, opublikowany w 2018 r. przez specjalizujący się w dziedzinie badań, inspekcji i certyfikacji instytut Kiwa Technology, wykazał że rury PVC z powodzeniem mogą służyć do dystrybucji wodoru. Opierając się na tych badaniach, stowarzyszenie PVC4Pipes zleciło instytutowi Kiwa i Netbeheer Nederland, holenderskiej organizacji sektorowej zrzeszającej wszystkich operatorów sieci energetycznych, przeprowadzenie następnych analiz, aby wypełnić niektóre luki w dotychczasowej wiedzy. Podczas nowego badania wykopano z ziemi rury i złącza z holenderskiej sieci gazowej, a następnie przetestowano je pod kątem szczelności i ugięcia kątowego.

Najpierw rury poddano badaniu starzeniowemu w zakresie ekspozycji na działanie wodoru, odpowiadającemu ponad 50 latom rzeczywistej eksploatacji. Następnie próbki zostały przetestowane pod kątem ich maksymalnego kąta ugięcia, aby uzyskać dane, w którym momencie następują wycieki.

Wyniki badań potwierdziły, że zarówno rurociągi z PVC-U, jak i PVC-HI wykazują tylko znikome przenikanie wodoru przez ściankę rury i uszczelnione gumą złącza kielichowe. Ponieważ duża część holenderskiej sieci wykonanej z PVC funkcjonuje już 50 lat, a stare rury i złącza wykazują właściwości zbliżone do nowych rurociągów, można założyć że holenderska sieć gazu ziemnego może bezpiecznie transportować wodór przez wiele następnych dziesięcioleci.

JL