00:50 24 April 2018
SNA Radio
    Gaspipeline (Archivbild)

    Revolution der Pipelines? Neue Technik könnte 95 Prozent der Transportenergie sparen

    © Sputnik / Egor Eremow
    Wissen
    Zum Kurzlink
    0 975

    Beim Transport von Gas und Öl in Pipelines könnten künftig bis zu 95 Prozent Energie eingespart werden. Zumindest im Labor hat das ein Team österreichischer Strömungsforscher unter Beweis gestellt. In die Praxis überführen lässt sich die Technologie aber nicht von heute auf morgen.

    Deutschland steckt sich gern ehrgeizige Klimaziele und setzt auf erneuerbare Energien, scheitert aber immer wieder an der praktischen Umsetzung. Nach aktuellem Stand spielen Union und SPD mit dem Gedanken, das Klimaziel für 2020 – den Anstieg erneuerbarer Energien auf 20 Prozent am Gesamtverbrauch – aufzugeben. Doch unabhängig davon, ob das angestrebte Ziel eingehalten wird oder nicht – die meiste Energie wird immer noch aus fossilen Trägern wie Gas, Erdöl und Kohle gewonnen, wenn man nicht nur das Stromnetz, sondern vor allem auch Heizung und Fahrzeuge berücksichtigt. Da die Kohlenutzung stark zurückgegangen ist, bleiben Gas und Öl als wichtige Energieträger erhalten – und die werden über die allseits bekannten Pipelines transportiert.

    Doch für den Transport der Flüssigkeiten und Gase werden wiederum große Mengen Energie verbraucht, was sich in weiterem Verbrauch fossiler Ressourcen und noch höheren CO2-Emissionen niederschlägt. Und genau hier hat eine Forschergruppe vom österreichischen Institute of Science and Technology einen entscheidenden Schritt nach vorn gemacht und verspricht mit ihrer Technologie Einsparungen beim Transport um bis zu 95 Prozent. Das Anwendungsspektrum ist breit: Ausgestattet werden könnten mit dieser Technologie sowohl Erdöl- wie Gaspipelines, aber auch Wasserversorgungssysteme ganzer Städte.

    Denn die meiste Energie geht nicht bei der Beförderung von A nach B verloren, sondern durch Turbulenzen – also Verwirbelungen des Gases oder der Flüssigkeit – innerhalb des Rohrs. Der Strömungsforscher Dr. Jakob Kühnen, der die entsprechenden Experimente durchgeführt hat, erklärt im Sputnik-Interview, wie diese Turbulenzen entstehen: An der Rohrwand fließt die Flüssigkeit oder das Gas infolge stärkerer Reibung langsamer als in der Mitte des Rohrs. Dadurch entstehen die Verwirbelungen. In der Wissenschaft bezeichnet man das Strömungsprofil als: turbulent.

    So sieht das turbulente Strömungsprofil aus
    So sieht das turbulente Strömungsprofil aus

    Für Verwirbelungen sorgen auch andere Unregelmäßigkeiten im Verlauf des Rohes wie Ventile, Absperrvorrichtungen sowie Stellen, an denen das Rohr einen Knick macht.

    Wenn es keine Wirbel gibt, spricht die Strömungswissenschaft von einem laminaren Strömungsprofil. Der Energieverbrauch für den Transport laminar fließender Flüssigkeiten oder Gase fällt um 95 Prozent geringer aus – „fast zu viel, um wahr zu sein“, bemerkt Kühnen.

    So sieht das laminare Strömungsprofil aus
    So sieht das laminare Strömungsprofil aus

    Und eben das haben die Forscher im Experiment mit verschiedenen Mitteln hingekriegt. Der Weg dahin war laut Kühnen „erstaunlich simpel“, es wundere ihn sogar, dass noch niemand das versucht habe. In einem Ansatz sprühten sie dich an der Rohrwand zusätzliche Flüssigkeit ein, die das Profil begradigte, eine andere Möglichkeit bot der Einbau von Hindernissen im Rohr. Die wohl erfolgversprechendste Lösung stellt der Einsatz von Rotoren dar, die das Strömungsprofil durch Drehbewegungen verändern:

    Im Video ist zu sehen, wie der Rotor in die Turbulenzen eingreift, diese weiter stromabwärts zerfallen und die Strömung schließlich laminar wird. Von da an gilt, dass nur noch fünf Prozent der ursprünglichen Energie für den Transport verbraucht werden. Das funktioniere natürlich nur bei geraden und störungsfreien Rohren, sodass nach jedem Knick, der für neue Turbulenzen sorgt, auch neue Rotoren angebracht werden müssten. Laut Schätzungen der Forscher würde sich ein Einsatz dieser Rotoren beim jetzigen Stand erst ab einem geraden Rohr von drei Kilometern Länge lohnen – also wohl eher nichts für das Wassernetz der Stadt, aber vielleicht etwas für Gaspipelines?

    Kühnen betont, dass die Forschungsgruppe nur zeigen wollte, dass diese Technologie – die sie patentiert hat – funktioniert, sie bieten „kein fertiges Produkt“ an. In der Praxis sei es „erstaunlich kompliziert, eine passende Lösung“ für bestehende Pipelines zu finden. Denn die Rohre werden in der Praxis regelmäßig gereinigt und inspiziert, wozu ein sogenannter Molch durch das gesamte Rohr geschickt wird. Bei diesem Vorgang würden die Rotoren schlichtweg stören.

    Dennoch gebe es jede Menge Interessenten an der Technologie, was nicht verwunderlich ist, denn es geht hier um so große Energiemengen, dass laut Kühnen auch Einsparungen von nur drei bis fünf Prozent für die Unternehmen sehr lohnenswert wären.

    Valentin Raskatov

    Das komplette Interview mit Dr. Jakob Kühnen zum Nachhören:

    Zum Thema:

    Norwegen steigt indirekt ins Gasprojekt Nord Stream 2 ein
    Russland wärmt USA mit sibirischem Gas
    „Ukraine kann ohne russisches Gas nicht leben“ – Russischer Senator
    Tags:
    Technologien, Forschungen, Pipelines, Energie, Gas, Transport, Deutschland