Stal firmy ArcelorMittal w pierwszym europejskim rurociągu wodorowym

Gatunki stali firmy ArcelorMittal są już wykorzystywane w pierwszym w Europie certyfikowanym wodorowym rurociągu - 450-kilometrowej sieci opracowanej przez SNAM w celu zaopatrywania Włoch w wodór. Rury, wykonane przez Corinth Pipeworks (CPW), wykorzystują gatunek stali L415ME firmy ArcelorMittal i uzyskały certyfikat zgodności z wymogami normy ASME B31.12 Option B.

 "Na potrzeby tego projektu dostarczyliśmy nową, wytrzymałą stal, która będzie odporna na kruche pęknięcia i umożliwi bezpieczny transport wodoru na terenie Europy," wyjaśnia Frederic Bouchaud, account manager ds. rurociągów naftowych i gazowych w firmie ArcelorMittal. "Gatunek ten to stal wysokiej jakości o niskiej zawartości węgla, doskonałej czystości, jednorodnej mikrostrukturze oraz niskim poziomie siarki i fosforu. Jest on również dostępny w bardzo dużych szerokościach."

Stal do produkcji rur została wyprodukowana przez ArcelorMittal Europe - Flat Products w hutach w Fos-sur-Mer we Francji i w Bremie w Niemczech. Po uformowaniu przez CPW, rury poddano testom laboratoryjnym pod maksymalnym ciśnieniem i z użyciem 100-procentowego wodoru. Testy potwierdziły bezpieczeństwo stali i pozwolą na eksploatację rurociągu na poziomie ok. 70% wydajności, czyli znacznie powyżej dostępnego obecnie standardu.



Wzmocniony transport energii elektrycznej

Nowe wieże do transportu energii elektrycznej opracowywane są z myślą o maksymalizacji ilości energii pochodzącej z fal morskich, wiatrowej czy słonecznej, która trafia do odbiorców. Nowe wieże wykorzystują zaawansowane gatunki wysoko wytrzymałej stali (AHSS), produkowane przez ArcelorMittal Europe - Flat Products. Gatunki te wykorzystywane są również w wieżach wiatrowych i oferują znacznie wyższą odporność na obciążenia wiatrem.

Firma ArcelorMittal Europe - Flat Products dostarczyła ostatnio gatunki AHSS wiodącemu pionierowi w dziedzinie opracowywania nowych projektów wież energetycznych.


Transport ekologicznej energii

Unia Europejska dąży do tego, aby do 2050 roku stać się pierwszym kontynentem neutralnym pod względem emisji dwutlenku węgla. Dlatego właśnie na rynek energetyczny wchodzą nowe, bardziej ekologiczne paliwa. Niektóre z nich, jak na przykład ekologiczny wodór, stanowią wyjątkowe wyzwanie dla sektora transportu energetycznego. Firma ArcelorMittal aktywnie współpracuje z klientami, naukowcami i organami regulacyjnymi nad określeniem nowych gatunków stali i metodologii badań, które umożliwią dystrybucję ekologicznej energii w całej UE. Wysiłki te już zaowocowały dostawą rur dla nowego wysokociśnieniowego rurociągu wodorowego, który rozciąga się na długości niemal 450 kilometrów przez Włochy. Jednak w sytuacji, gdy zapotrzebowanie na czystą energię rośnie z dnia na dzień, pozostaje jeszcze wiele do zrobienia.


Kwestie bezpieczeństwa

Dostępność wodoru wytwarzanego przy użyciu energii odnawialnej (tzw. zielonego wodoru) oraz jego transport są integralną częścią europejskich wysiłków na rzecz stworzenia gospodarki obiegowej, neutralnej pod względem emisji dwutlenku węgla. Wodór ma jednak pewne wyjątkowe względy bezpieczeństwa.

W przeciwieństwie do istniejących paliw, takich jak gaz ziemny, wodór ma bardzo mały atom. Rozmiar cząsteczki ułatwia atomom wodoru przenikanie do stali i zmianę jej właściwości. Z czasem stal może utracić swoją odporność na pęknięcia.

Wymagane nowe normy

W ramach przeciwdziała temu problemowi, organizacje międzynarodowe, takie jak Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników (ASME), określiły normy ograniczające ciśnienie robocze rurociągów wodorowych. W przypadku ASME obniżyły one zalecane ciśnienie robocze wodorowych rurociągów do 20 procent ciśnienia gazu ziemnego. Oznacza to, że mniej wodoru - a tym samym mniej energii - może być transportowane.

"Określenie nowej normy dla rur służących do transportu wodoru jest kluczowym priorytetem dla UE i sektora energetycznego," mówi Olivier Brun, dyrektor ds. przemysłu w dziale Global R&D firmy ArcelorMittal. "Umożliwi to operatorom wykorzystanie ich rurociągów z pełną wydajnością i w znacznym stopniu przyczyni się do zaspokojenia zapotrzebowania na to niezwykłe paliwo."

Firma ArcelorMittal, aby pomóc w kontynuacji tych wysiłków, należy do sojuszu Clean Hydrogen Alliance Unii Europejskiej. Jest również aktywnym członkiem Horizon Europe - kluczowego unijnego programu finansowania badań i innowacji w dziedzinie ekologicznej energii.

Poszukiwani partnerzy do współpracy przy projektowaniu

Dwa lata temu firma ArcelorMittal rozpoczęła badania nad tym, jak nasze stale przeznaczone do budowy rurociągów gazu ziemnego zachowują się w kontakcie z wodorem. "Podjęliśmy również znaczne wysiłki w celu rozwinięcia naszej wewnętrznej wiedzy na temat transportu wodoru," mówi Nuria Sanchez Mourino, kierownik projektu w dziale Global R&D firmy ArcelorMittal. "Nasza metodologia i sprzęt badawczy umożliwiły nam wsparcie firmy CPW w opracowaniu nowych rur dla sieci wodorowej SNAM. I nadal będziemy inwestować zarówno w nasze know-how, jak i narzędzia."

Zespoły firmy ArcelorMittal aktywnie poszukują klientów, z którymi mogłyby współpracować w celu rozwoju swojej oferty stali przeznaczonej do transportu wodoru i innych gazów, takich jak dwutlenek węgla. "Przedstawcie nam swój projekt, a my pomożemy wam przetestować - i udoskonalić - gatunki, które stosujecie!", mówi Frederic Bouchaud, account manager ds. rurociągów naftowych i gazowych w firmie ArcelorMittal.

Bezpieczny transport dwutlenku węgla

Dwutlenek węgla (CO2) jest kolejnym gazem, który stanowi wyjątkowe wyzwanie w zakresie bezpieczeństwa podczas transportu. Gaz ten ma wiele zastosowań w przemyśle, przy produkcji żywności i napojów oraz w procesach chemicznych. Istnieje również rosnąca potrzeba wychwytywania, transportu i sekwestracji CO2 w celu ograniczenia emisji dwutlenku węgla przez przemysł.

Transport CO2 wiąże się z wyjątkowymi wyzwaniami. Temperatura gazu może się szybko zmieniać z powodu zmian ciśnienia w rurociągu. Przykładowo, awaria rury może prowadzić do nagłego i dramatycznego spadku temperatury, co spowoduje zestalenie się CO2. Gwałtowna zmiana temperatury może prowadzić do kruchości i pękania stali.

Wiele z istniejących gatunków stali AHSS firmy ArcelorMittal może zostać wykorzystanych do budowy rurociągów do transportu CO2 z zachowaniem wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Firma ArcelorMittal, w celu zwiększenia przepustowości i bezpieczeństwa rurociągów, współpracuje z klientami nad opracowaniem nowych gatunków stali i rozwiązań stalowych dla transportu CO2. Obejmują one nowe gatunki i alternatywne konstrukcje rur, w których dla ograniczenia ryzyka awarii zastosowano tuleje.

Tekst:
ArcelorMittal Europe Communications
Constructalia

Zdjęcia:
Corinth Pipeworks
Corona Borealis Studio, Scharfsinn, XONIX/shutterstock.com