Sari la conținut
Infrastructură energetică

Se poate transporta hidrogen prin magistralele de gaz existente?

Se poate transporta hidrogen prin magistralele de gaz existente?
Foto: Wolfgang Weiser / Pexels

Întrebarea revine în fiecare dezbatere despre decarbonare și are o logică seducătoare: Europa are deja sute de mii de kilometri de conducte de gaz, stații de comprimare, depozite, contoare. Dacă hidrogenul e tot un gaz, de ce am construi totul de la zero? Răspunsul scurt este că da, se poate — dar nu în orice condiții, nu în orice proporție și nu fără să atingi echipamentele. Răspunsul lung merită detaliat, pentru că fiecare parte a sistemului reacționează altfel.

Molecula care intră în metal

Prima problemă nu ține de conductă ca obiect, ci de materialul din care e făcută. Hidrogenul e cea mai mică moleculă existentă, iar atomii lui pot pătrunde în structura cristalină a oțelului. Odată ajunși acolo, se acumulează în zonele cu tensiuni interne și reduc ductilitatea materialului — fenomenul se numește fragilizare cu hidrogen. Efectul practic: un oțel care înainte se deforma înainte de a ceda începe să se rupă mai devreme și mai brusc, mai ales sub sarcini variabile.

Nuanța importantă e că nu toate oțelurile reacționează la fel. Conductele mai vechi, din oțeluri cu rezistență moderată, se comportă surprinzător de bine. Cele moderne, din oțeluri de înaltă rezistență folosite tocmai pentru a permite presiuni mari cu pereți subțiri, sunt mai sensibile. Paradoxul e că infrastructura recentă, cea mai performantă pentru metan, poate fi mai problematică pentru hidrogen decât cea veche.

Sudurile sunt punctul cel mai delicat. Zona influențată termic din jurul cordonului de sudură are o microstructură diferită și tensiuni reziduale, adică exact condițiile în care fragilizarea se manifestă cel mai rapid. Orice program serios de conversie începe cu o inventariere a sudurilor și cu inspecții interioare, nu cu declarații politice.

Aritmetica energetică, adesea ignorată

Un metru cub de hidrogen conține aproximativ o treime din energia unui metru cub de metan, la aceeași presiune. Ca să transporți aceeași cantitate de energie prin aceeași conductă, trebuie să treci de trei ori mai mult volum. Hidrogenul e mult mai ușor și curge mai repede, ceea ce compensează parțial, dar nu integral, iar viteza mai mare aduce alte probleme: eroziune, zgomot, vibrații.

De aici decurge o consecință care surprinde pe toată lumea. Într-un amestec de gaz natural cu 20% hidrogen în volum, conținutul energetic scade cu doar aproximativ 7%, pentru că hidrogenul ocupă mult volum și aduce puțină energie. Cu alte cuvinte, un procent mare de hidrogen în amestec produce un beneficiu climatic mult mai mic decât sugerează cifra.

  • Compresoarele proiectate pentru metan nu funcționează corect cu hidrogen — raportul de compresie și puterea necesară se schimbă substanțial, iar etanșările trebuie reproiectate.
  • Contoarele volumetrice și cele cu ultrasunete necesită recalibrare, iar facturarea trebuie să treacă de la volum la conținut energetic.
  • Arzătoarele finale au un domeniu limitat de toleranță; hidrogenul arde cu flacără mai rapidă și poate produce întoarcerea flăcării.
  • Detecția de scăpări nu mai funcționează prin miros, pentru că odorizanții clasici nu se comportă la fel în hidrogen.

Ce se face în realitate

Abordarea dominantă în Europa nu este conversia totală, ci împărțirea rețelei în două: o parte dedicată exclusiv hidrogenului, formată din magistrale reabilitate și verificate, și restul, care rămâne pe gaz natural, eventual cu procente mici de hidrogen injectat. Coridoarele dedicate leagă zone cu producție ieftină de electricitate regenerabilă de marii consumatori industriali — chimie, rafinare, oțel — pentru că doar aceștia au nevoie de hidrogen pur, în cantități mari și constant.

Distribuția casnică e o cu totul altă discuție. Rețelele de joasă presiune sunt în bună parte din polietilenă, material care se descurcă bine cu hidrogenul, dar aparatele din locuințe nu. Înlocuirea a milioane de centrale termice și aragazuri este un proiect de altă scară decât reabilitarea unei magistrale.

Rămâne partea de stocare, care e la fel de complicată. Cavernele saline sunt considerate potrivite și există experiență industrială cu ele, dar România nu are, deocamdată, astfel de facilități în exploatare pentru hidrogen. Zăcămintele epuizate folosite astăzi ca depozite subterane de gaze ridică semne de întrebare suplimentare: rocile poroase conțin microorganisme care pot consuma hidrogenul, transformându-l în metan sau în hidrogen sulfurat, iar etanșeitatea pentru o moleculă atât de mică nu se deduce automat din etanșeitatea pentru metan.

Cât despre economie, ea depinde de un singur lucru: costul electricității folosite la electroliză. Cum acest cost variază enorm de la o oră la alta, producția are sens mai ales în intervalele cu surplus regenerabil, iar acolo se leagă de mecanismele descrise în analiza despre prețurile negative la energia electrică.

Așadar, conductele existente sunt un activ real, nu o iluzie — dar unul care cere verificare bucată cu bucată, nu o decizie generală. Diferența dintre un proiect care funcționează și unul care rămâne pe hârtie stă, aproape întotdeauna, în cine a plătit inspecțiile înainte să promită termene.