Safe Pipelines for Hydrogen Transport

Norsk: På havbunnen i Norge har vi et 8800 km langt nettverk av rørledninger for transport av olje og gass. Om dette også kunne brukes til transport av hydrogengass, vil det være et svært viktig bidrag til utviklingen av fornybarsamfunnet.
Hydrogen er det grunnstoffet det finnes mest av i universet. Samtidig er det en energibærer som kan spille en avgjørende rolle i overgangen fra fossil til fornybar energi. Norge innehar en viktig rolle som produsent og leverandør av energi til Europa, og har dermed et ekstra ansvar for å være en pådriver i denne utviklingen.
Vi må imidlertid passe på at materialer som hydrogen kommer i kontakt med tåler det. I atomær form vil hydrogen kunne gå inn i metall og påvirke egenskapene negativ gjennom å forårsake såkalt hydrogensprøhet. Dette er bakgrunnen for at HyLINE vil undersøke hvordan materialet i både eksisterende og nye undervanns transport-rørledninger vil bli påvirket av hydrogengass, og hvordan vi kan redusere og unngå degradering av egenskapene til rørmaterialet.
I prosjektet samarbeider SINTEF og NTNU med industriselskaper som representerer hele verdikjeden i hydrogen-økonomien og med ledende, internasjonale forskningsmiljø innen forskning på hydrogensprøhet.
De norske industripartnerne er energiaktørene Equinor, Gassco og Air Liquide, subseaselskapet TecnipFMC og hydrogenprodusenten NEL. Internasjonal parter er stål og rørledningsprodusenten TenarisDalmine.

Prosjektet skal samarbeide med forskningsmiljøene ved universitetet i Kyushu, Japan, Max Planck Institute für Eisenforschung i Tyskland og universitetet i Poitiers i Frankrike.

English: Hydrogen, the most abundant chemical substance in the universe, may, as an energy carrier hold the key to the inevitable and needed transition from fossil fuels to renewable energy. Together with Norway's important role as a major energy provider in Europe comes the obligation to be a main player in this transition.
A safe and efficient use of Norway's 8800 km subsea pipeline network for transporting hydrogen to the market will be a strong driving force for this transition to happen. However, atomic hydrogen can be absorbed in metallic materials and cause material degradation in the form of hydrogen embrittlement. Therefore, HyLINE will address the pipeline material challenges related to transporting clean hydrogen gas in the existing subsea pipeline infrastructure for natural gas transport as well as new pipeline infrastructure.

For Norway to be a substantial supplier of pure hydrogen gas to the European market, the gas must be transported through high pressure pipelines, both onshore and offshore. Hydrogen atoms (H) are known to migrate into metals and cause detrimental mechanical effects. Cathodic protection against corrosion is a well-known source of hydrogen, but exposing the full internal surface of a pipeline to high pressure hydrogen is a situation not addressed by current national standard for pipeline systems. Thus, hydrogen transport represents a new situation for the regulatory authorities, operators, owners and users of the existing pipelines and producers of new pipelines. All these stakeholders are contributing to HyLINE.
The primary objective of HyLINE is to build fundamental knowledge and competence to ensure safe and efficient use of existing and new pipeline infrastructure.
The main topics to be addressed are:
- How can H get into the material?
- How fast H gets into the material.
- How much H can the material take?
- What H does to the material when it has entered.
- How to predict effects of H throughout the lifetime of a pipe.
- How to mitigate these effects.

Gaining further knowledge on these topics contain the secondary objectives of HyLINE, as well as educating 5-10 MScs and 4 PhDs.
Materials and weldments will be selected based on their industrial relevance and susceptibility to the effects of H. Extensive experimental activities with strong coupling to model development of all the main topics, aim for results, methods and numerical tools that will extend the competence of all users in the hydrogen pipeline chain represented in HyLINE.
The expected outcomes of the HyLINE will serve as a scientific foundation for future development of standards and practices for pipeline transport of high pressure hydrogen.