«Rohrleitungen für Wasserstoff»

Mit dem verstärkten Einsatz von Wasserstoff als Energieträger gewinnt die sichere Integration dieses Gases sowohl in bestehende als auch neue Rohrleitungsnetze an Bedeutung. Daher war es nötig, als Grundlage für Planern, Betreibern, Behörden sowie weiteren Fachpersonen eine Richtlinie zu Rohrleitungen für Wasserstoff zu schaffen. Mit der neuen H2 wird nun ein einheitliches und praxisorientiertes Regelwerk zur Verfügung gestellt. Sie unterstützt die Umsetzung der gesetzlichen Anforderungen, die Einhaltung technischer Normen und trägt zur Erreichung des energiepolitischen Ziels der Dekarbonisierung entsprechend der Energiestrategie 2050 des Bundes bei. 

Entwicklung der Regelwerke für Wasserstoff in der Gasinfrastruktur

Der Wasserstoff wird eine wesentliche Rolle spielen in der Transformation der Gasinfrastruktur und ist somit auch in der kürzlich überarbeiteten Strategie des SVGW verankert (siehe Aqua & Gas 9/2025, S. 103–104). In diesem Rahmen beauftragte die Gas-Hauptkommission (G-HK) eine Arbeitsgruppe aus Werksvertretern (Hochdruck und Verteilnetz) und Experten (siehe Box 1), auf Basis der seit 2023 bestehenden SVGW-Empfehlung H1000 zu Planung, Bau und Betrieb von Rohrleitungsanlagen für den Transport von Wasserstoff eine Richtlinie für Wasserstoffrohrleitungen zu erarbeiten.  

Die H1000 war eine ausgezeichnete Grundlage, ausgehend von der spezifische Themen gezielt erweitert wurden. Darüber hinaus flossen aktuelle SN-EN/ISO-Normierungen, nationalen und internationale technische Spezifikationen, verschiedene (Forschungs-)Berichte und Vorgaben in die Richtlinie H2 ein. Somit entstand ein detailliertes Regelwerk für Wasserstoffrohrleitungen. Das Kapitel zum Schweissen von metallischen Rohrleitungen wurden in enger Zusammenarbeit mit dem Schweizerischen Verein für Schweisstechnik (SVS) erarbeitete und das Kapitel zu thermoplastischen Kunststoffrohren mit den Spezialisten des Verbands Kunststoff-Rohre und -Rohrteile (VKR). Beim Thema des Korrosionsschutzes war die Schweizerische Gesellschaft für Korrosionsschutz (SGK) federführend.

Rechtliche Grundlagen

In Art. 3 Abs. 1 Bst. b der Verordnung über Rohrleitungsanlagen zur Beförderung flüssiger oder gasförmiger Brenn- oder Treibstoffe (Rohrleitungsverordnung, RLV, SR 746.11) werden Wasserstoffleitungen definiert, die unter Bundesaufsicht stehen:

«Als Rohrleitungen [...] gelten:

b. Wasserstoffleitungen:

1. mit einem maximal zulässigen Betriebsdruck grösser als 30 bar und einem Aussendurchmesser grösser als 6 cm,
2. mit einem maximal zulässigen Betriebsdruck grösser als 5 bar und nicht grösser als 30 bar sowie einem Aussendurchmesser grösser als 12 cm.»

Seit dem 1. Juli 2025 stehen gemäss Art. 1 der revidierten Verordnung über Sicherheitsvorschriften für Rohrleitungsanlagen (Rohrleitungssicherheitsverordnung, RLSV, SR 746.12) Wasserstoffleitungen, die nicht in die beiden oben genannten Gruppen fallen, unter kantonaler Aufsicht. Der Geltungsbereich der Richtlinie H2 erstreckt sich über solche Wasserstoffleitungen unter kantonaler Aufsicht.

Geltungsbereich der H2

Die neue Wasserstoff-Richtlinie H2 definiert die spezifischen Anforderungen für den Transport und die Verteilung von Wasserstoffgasen der Gruppe A (Reinheit ≥ 98 mol-%) und Gruppe D (Reinheit ≥ 99,97 mol-%) gemäss der SVGW-Richtlinie G18 «Gasbeschaffenheit». Gas­installationen in Gebäuden fallen nicht in ihren Geltungsbereich. Zudem regelt die H2 ausschliesslich den Neubau von Rohrleitungen, das Thema der Umwidmung bestehender Erdgasleitungen wird hingegen nicht behandelt. Sie gilt jedoch für alle Phasen des Lebenszyklus einer Leitung angefangen bei Projektierung, Planung und Bau über den Betrieb bis hin zur Stilllegung.

In Figur 1 ist dargestellt, bei welchen Kombinationen von Betriebsdruck und Aussendurchmesser eine Wasserstoffleitung unter kantonale Aufsicht (blau) respektive unter Bundesaufsicht (gelb) fällt. Der blaue Bereich entspricht dem Geltungsbereich der neuen Richtlinie H2. Diese gilt also für folgende Wasserstoffleitungen:

• Maximal zulässiger Betriebsdruck (MOP) ≤ 5 bar und Aussendurchmesser unbegrenzt
• MOP > 5 bar und Aussendurchmesser ≤ 6 cm
• MOP ≤ 30 bar und Aussendurchmesser ≤ 12 cm

Bestehende Rohrleitungen, die nach SVGW-Richtlinie G2 für Rohrleitungen erstellt wurden oder werden, entsprechen nicht den Anforderungen der neuen H2-Richtlinie. Umgekehrt erfüllen aber nach Richtlinie H2 erstellte Rohrleitungsanlagen die Anforderungen der G2 vollumfänglich. Daher empfiehlt der SVGW, Neubauten nach der H2-Richtlinie zu planen, bauen und betreiben. Dies hat den Vorteil, dass damit weiterhin H-Gase, also methanreiche Gase wie Erdgas oder Biomethan, bei einem MOP ≤ 5 bar transportiert werden dürfen und gleichzeitig die Möglichkeit besteht, die Leitung zukünftig auf Wasserstoff (H₂-Anteil ≥ 98 mol-%; MOP ≤ 30 bar) umzuwidmen.

Projektspezifische Risikobeurteilung

Gemäss den Kriterien des Art. 1 des Anhangs 1.3 der Verordnung über den Schutz vor Störfällen (Störfallverordnung, StFV, SR 814.012) fallen Rohrleitungen für den gasförmigen Transport von Brenn- und Treibstoffen mit einem Aussendurchmesser ≤ 12 cm und einem MOP ≤ 30 bar nicht in den Geltungsbereich dieser Verordnung. Dennoch verlangt die SVGW-Richtlinie H2 eine Gefahren- und Risikobewertung nach SVGW-Empfehlung G1001 (Empfehlung für die Sicherheitsbeurteilung von Erdgasleitungen mit Betriebsdruck 1 bis 5 bar). Für den Betriebsdruckbereich zwischen 5 und 30 bar ist diese durch eine projektspezifische Beurteilung zu ergänzen. Die G1001 wird zurzeit überarbeitet. Dabei wird auch überprüft, ob sie auf Gasleitungen mit MOP ≤ 30 bar und einem Aussendurchmesser ≤ 12 cm ausgeweitet werden kann oder ob dafür allenfalls ein zusätzliches Regelwerk geschaffen werden muss.

Projektierung, Bewilligungsverfahren und Aufsicht

Die Projektierung stellt die konzeptionelle Vorbereitungsphase für den Bau und Betrieb einer Rohrleitung dar und richtet sich nach den in der SIA-Norm 112 dargelegten Phasen und Teilphasen.

Die Bewilligung erfolgt grundsätzlich wie im Falle von Rohrleitungsanlagen für H-Gas. Mit zunehmendem Druck werden jedoch die Auflagen entsprechend angehoben. Die zuständigen Kantonsstellen (KIGA, AWA etc.) erteilen den Netzbetreibern die Bewilligungen für den Bau und Betrieb von Rohrleitungen. Die Erteilung der Bewilligungen kann aufgrund einer Empfehlung durch eine vom Kanton bestimmte Aufsichtsstelle (TISG) geschehen. Dies ist eigentlich keine Neuerung und vergleichbar mit dem bekannten Bewilligungsprozess für Erdgasleitungen.

Die Aufgaben und Funktionen der Aufsichtsstelle (TISG) sollen im SVGW-Reglement H201 beschrieben werden, das sich zurzeit in Erarbeitung befindet. Die Aufgaben und Tätigkeiten der Aufsichtsstelle werden sich für den Druckbereich 5 < MOP ≤ 30 bar ändern im Vergleich zu den H-Gasen, für die das TISG nur bis 5 bar zuständig ist.

Sicherheitsmanagementsystem

Für den Betrieb von Wasserstoffrohrleitungen wird ein Sicherheitsmanagementsystem (SMS) nach SN EN 17649 eingeführt.  Dieses dient der systematischen Erfassung, Bewertung und Steuerung sicherheitsrelevanter Risiken über den gesamten Lebenszyklus der Rohrleitungsanlage hinweg. Es unterscheidet sich von demjenigen für Rohrleitungsanlagen für H-Gase. Das erhöhte Sicherheitsniveau trägt den Eigenschaften des Mediums Wasserstoff und den zulässigen höheren Drücken Rechnung.

Werkstoffe

Für die Auswahl der Werkstoffe, Verbindungstechnik und Auslegung der Rohrleitung kann bereits auf verschiedene Normen zur Gasinfrastruktur, die für Wasserstoff erweitert wurden, zurückgegriffen werden. Es können sowohl metallische wie auch thermoplastische Werkstoffe verwendet werden.

Metallische Werkstoffe (Stahl)

Zu den für Wasserstoffleitungen geeigneten metallischen Werkstoffen gehören die gleichen Stähle, die bereits heute für Erdgas verwendet werden. Für MOP ≤ 16 bar ist die SN EN 12007-3 für die Auslegung relevant und für 16 < MOP ≤ 30 bar die SN EN 1594. Beide Normen berücksichtigen bereits die Kriterien und machen entsprechende Vorgaben, um eine Wasserstoffversprödung im Betrieb zu vermeiden. Zusätzlich wird in der SVGW-Richtlinie H2 die Streckgrenze auf ≤ 360 MPa begrenzt und minimale Wanddicken in Abhängigkeit vom MOP festgelegt (2,9 mm für MOP ≤ 5 bar und 3,6 mm für MOP > 5 bar). Für den kathodischen Korrosionsschutz sind die Vorgaben der SGK-Richtlinien einzuhalten.

Schweissverbindungen von Stahl

Für Schweissverbindungen von Stahl ist die SN EN 12732 anzuwenden. Die SVGW-Richtlinie H2 definiert abhängig vom MOP weitere Anforderungen, insbesondere in Bezug auf Verfahrensqualifikation, Eignung von Schweisspersonal und -aufsicht sowie Prüfumfang. Die Vorgaben sind in tabellarischer Form für die verschiedenen Druckbereiche zusammengefasst.

Die Anforderungen an ein Qualitätssicherungssystem für das Schweissen wurden für die Bereiche MOP ≤ 5 bar, 5 < MOP ≤ 16 bar und 16 < MOP ≤ 30 bar unterschiedlich formuliert. Für MOP > 5 bar wurden die Anforderungen entsprechenden den gängigen Normen angehoben. Für MOP > 16 bar sind die Auflagen sehr ähnlich denjenigen des Hochdrucks. Dementsprechend ist das Kapitel und das Anforderungspaket der H2 zu Rohrmaterial (CEN ISO/TR 15608), Schweissaufsicht (SN EN ISO 14731), Verfahrensqualität (SN EN ISO 15614-1 und SN EN ISO 15609), Schweisspersonal (SN EN ISO 9606), automatisierten Verfahren (SN EN ISO 14732), Fertigungskontrolle, Prüfung und Freigabe (SN EN ISO 17635) und der gesamten Dokumentation wesentlich umfangreicher und präziser als dies für einen MOP ≤ 5 bar und ein Rohrmedium von ausschliesslichen H-Gasen der Fall ist (siehe G2).