Towards hydrogen transportation in gas transmission pipelines

Hydrogen is becoming a realistic opportunity to carry energy among decarbonization goals and constant energy growth demand. In this study a first introduction to hydrogen economy through production, application and transport is presented. Hydrogen transport can rely on gas pipelines, pipeline technology assessment is carried out by considering the already well established gas infrastructure with focus on the gas transmission pipeline, afterwards it is analyzed the possibility to inject hydrogen in the gas network resulting in a hydrogen and natural gas mixture. The paper concludes with the prospect of pure hydrogen pipelines in a widen gas transmission network open to systems power to gas and gas to power. Throughout the study an Excel model on transmission pipeline was developed to examine pipeline design parameters in three main scenarios; Natural Gas, Blending and Pure hydrogen. Hydrogen behaves slightly different from methane in many fields and gas transportation is not an exception. Natural gas infrastructure has been shaped and optimized for several decades and introducing hydrogen in it places challenges on both technical and economic aspects. Nevertheless, blending seems to propose a short-medium term option in expectation of hydrogen pipelines that will sustain the promising hydrogen economy.

L'idrogeno sta diventando un'opportunità realistica per trasportare energia tra gli obiettivi di decarbonizzazione e la costante crescita della domanda di energia. In questo studio viene presentata una prima introduzione all'economia dell'idrogeno attraverso la produzione, l'applicazione e il trasporto. Il trasporto dell'idrogeno può fare affidamento sui gasdotti, la valutazione della tecnologia del gasdotto viene effettuata considerando l'infrastruttura del gas già consolidata con particolare attenzione al gasdotto di trasporto del gas, successivamente viene analizzata la possibilità di iniettare idrogeno nella rete del gas con conseguente miscela idrogeno e gas naturale. Lo studio si conclude con la prospettiva di gasdotti a idrogeno puro in una rete di trasporto del gas più ampia, aperta ai sistemi power to gas e gas to power. Durante lo studio è stato sviluppato un modello Excel sulla conduttura di trasmissione per esaminare i parametri di progettazione della conduttura in tre scenari principali; Gas naturale, miscelazione e idrogeno puro. L'idrogeno si comporta in modo leggermente diverso dal metano in molti campi e il trasporto del gas non fa eccezione. L'infrastruttura del gas naturale è stata modellata e ottimizzata per diversi decenni e l'introduzione dell'idrogeno al suo interno pone sfide sia sugli aspetti tecnici che economici. Ciononostante, il blending sembra proporre un'interessante opzione a breve-medio termine in attesa di idrogenodotti che sosterranno la promettente economia dell'idrogeno.