Energibæreren hydrogen kan bidra til å gjøre verden klimanøytral. Utslippsfritt kan den brukes som drivstoff, kraftverksbrensel og industriråstoff. Alt dette har fått økt oppmerksomhet her hjemme i høst.
Det startet med statsministerens hydrogenhyllest på Høyres landsmøte. Så kom regjeringens ja til CO2-håndtering, et vedtak som åpner for utslippsfri konvertering av naturgass til hydrogen i stor skala – «blått» hydrogen i dagligtale.
Hvor flott vil det ikke være om blått hydrogen og hydrogen fra spalting av vann («grønt» hydrogen), kan transporteres til Europa gjennom dagens norske rørledninger når naturgassleveransene etter hvert avtar?
Grundige studier trengs
Vi ser med optimisme på denne fremtidsmuligheten.
Men uten grundige studier kan det ikke gjøres. For frakt av hydrogen på havbunnen må oppfylle en rekke krav til sikkerhet og pålitelighet. I tillegg trengs et egnet regelverk for installasjon og drift av hydrogenrørledninger.
Fortsatt er det ubesvarte spørsmål om hvordan hydrogen påvirker stål i rørledninger. Hydrogenatomet er det aller minste atomet som finnes, og frie hydrogenatomer er ikke bestevenner med stål.
- Les også: Dette kan vi leve av etter oljen
Atomskilsmisser
Normalt bor disse atomene to og to sammen i hydrogengass-molekyler. Så lenge det er tilfelle, har stålet lite å frykte.
Men når de små byggesteinene får sjansen til å bryte ut og bli til frie atomer, kan de trenge inn i stålet og gjøre materialet sprøtt.
Og når hydrogengass fraktes i rør under høyt trykk, vil det hele tiden være atomer som frigjør seg fra ektefellen.
Vi vet mye allerede
Møtet mellom stål og fritt hydrogen har vi forsket lenge på ved SINTEF og NTNU. Hydrogenatomer frigjøres nemlig også på utsiden av undersjøiske rør. Disse skilsmissene er bivirkninger av en elektrokjemisk metode for å beskytte rør på havbunnen slik at de ikke ruster.
Så små er hydrogenatomene at noen kryper inn i ståloverflaten.
Der kan de fanges i mikrosprekker og andre små defekter i krystallgitteret. Her er de i stand til å gjøre skade ved at det dannes sprekker som kan vokse og svekke materialet. Sveiste områder tåler hydrogenet dårligere enn stålet for øvrig.
Frigjorte ugagnskråker
Utvendig har rørledningene et malingsbelegg for rustbeskyttelse.
Frigjøring av hydrogenatomer på utsiden av røret kan bare skje der sjøvann er i direkte kontakt med stål. Dette kan skje der det er skader på belegget.
Hva så med de frigjorte ugagnskråkene som vil suse gjennom naturgassrørene når ledningene eventuelt fylles med hydrogen? Der inne finnes et innvendig malingsbelegg – unntatt i et område ved sveiseforbindelsene. Hva betyr dette for hvor mye hydrogen som går inn i stålet fra innsiden?
Dobbeltutfordring
Vår tidligere forskning har allerede lært oss mye om hvor grensen går før hydrogen gjør skade på rørstålet. Slik fikk vi en tjuvstart på den neste etappen, som vi er ute på nå med støtte fra Forskningsrådet, i det internasjonale prosjektet Hyline.
Her vil vi klarlegge skadevirkninger av fritt hydrogen som dannes både på utsiden og innsiden av røret.
Denne dobbeltutfordringen oppstår ved hydrogentransport på havbunnen. For rørledninger i havet må beskyttes mot rust, samtidig som det må dokumenteres at de ikke påføres skade av hydrogenatomer, verken uten- eller innenfra.
Vi tror de vil tåle tilleggsbelastningen
Laboratorieforsøk og utvikling av beregningsprogrammer er nødvendig for å dokumentere grenseverdier og sikkerhetsnivå. Slikt arbeid inngår i Hyline-prosjektet, der også Equinor, Gassco, Air Liquide, Tenaris, TecnipFMC og NEL deltar.
Alt i alt lever dagens naturgassrør godt med hydrogenbelastningen fra utsiden. Det er derfor vi forventer at de også vil tåle tilleggsbelastningen av at det er hydrogen på innsiden.
Kan lette overgangen til nullutslippssamfunnet
Men før spranget kan tas, må kunnskap altså bygges opp for å dokumentere at det vil være forsvarlig. Mange venter med interesse på resultatene.
For all kunnskap som kan forenkle lagring og transport av hydrogen, vil lette overgangen til nullutslippssamfunnet.
Artikkelen sto første gang i Dagens Næringsliv fredag 13. november 2020 og gjengis her med DNs tillatelse.
