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Eine Socke für die Gasleitung

Gewaltige Probleme bei der Umstellung der Gasversorgung sind für Berto Schnichels nichts Neues: Der Betriebsdirektor der Bonner Stadtwerke erinnert sich noch an den Beginn der sechziger Jahre: „Bei Goch am Niederrhein hatten sie damals so viele Lecks – da waren fast schon Gasfelder in der Straße.“ Keine Schlamperei am Bau, sondern die „einfache“ Umstellung der Versorgung von feuchtem Stadt- auf trockenes Erdgas hatte die Lecks hervorgerufen.

Kleine Ursache – große Wirkung: Weil jede Muffe im Netz mit Hanffasern abgedichtet worden war, gab es mit einem Mal reichlich Arbeit. Die Fasern, die von dem durchziehenden Stadtgas ständig  feuchtgehalten worden waren, hatten an Volumen verloren, sobald nur noch das trockene Erdgas durch die Leitungen strömte, und begannen, ihren Dienst zu versagen. Bei sechs Meter langen Rohrstücken mußte natürlich im gleichen Abstand mit Leckagen gerechnet werden. Gefahr drohte vor allem dort, wo das explosive Gas in Keller oder Postschächte hätte eindringen können.

Die Geschichte – von den Versorgungsunternehmen längst zu den Akten gelegt – wiederholt sich jetzt im östlichen Teil Deutschlands, wo zu DDR-Zeiten das auf der Grundlage von Braunkohle erzeugte Synthesegas verbrannt wurde. Zusätzlich zur Umstellung mußten die alten Rohre nach der Wende auch noch eine Druckanhebung von 11 auf 22 Millibar verkraften. Sie wurde erforderlich, um der wachsenden Nachfrage nach dem neuen, sauberen, Energieträger gerecht zu werden. Allein die Vereinigten Elektrizitätswerke Westfalen AG (VEW), die mit ihren Partnern 60 Prozent der Gasversorgung in der ehemaligen DDR abdecken, haben inzwischen 350000 Haushalte umgestellt und wollen bis Ende des Jahres weitere 300000 ans Netz anschließen.

Am gravierendsten ist das Problem in Berlin, wo „so etwa 17000 Leckstellen“ bis 1995 abgedichtet werden sollen. „Aber es waren auch schon ´mal mehr“, tröstet Jürgen Stur, Pressesprecher der Berliner Gaswerke. Immerhin wurden seit dem Fall der Mauer gut 5000 Löcher gestopft. Etwa zwei Drittel von insgesamt 6685 Kilometer Gasleitungen im Berliner Untergrund verlaufen im ehemaligen Westteil der Stadt und sind recht gut in Schuß. Dagegen finden sich in den östlichen Stadtteilen über 1200 Kilometer Gußrohre, die teilweise noch in der ersten Hälfte des vergangenen Jahrhunderts gelegt wurden. Durch die Lecks können offensichtlich auch Wachstumsschäden an Straßenbäumen hervorgerufen werden. Rund 3000 Exemplare waren betroffen, durch die Sanierungsmaßnahmen sei jedoch eine „deutliche Entlastung“ erreicht worden.

Rund 700 Kilometer sind laut Stur noch zu sanieren; die Berliner hätten demnach allen Grund, sich auf umfangreiche Bauarbeiten samt zugehöriger Verkehrsstaus, Umleitungen, und lärmträchtiger Erdarbeiten gefaßt zu machen. Einem in Japan entwickelten Verfahren zur Schlauchauskleidung von Druckrohren haben es die gestreßten Großstadtbewohner nun zu verdanken, daß sich der Ärger in Grenzen hält.

Die Methode, mit der die Gasleitungen vor den in Japan häufigen Erdbeben geschützt werden sollten, ist das Resultat einer engen Zusammenarbeit zwischen der Tokyo Gas Company und dem Ashimori-Konzern. Beim sogenannten Paltem-Verfahren werden nicht nur die Nerven der Anwohner, sondern auch die öffentlichen Kassen geschont. Die vergleichsweise geringen Erdarbeiten machen die Methode zumindest in Großstädten und anderen verkehrsreichen Regionen zu einer preiswerten Alternative. Statt die Straße auf ganzer Länge aufzureißen und neue Rohre zu legen, müssen nämlich lediglich einige Kopflöcher geöffnet werden. Nach einer gründlichen Reinigung des zu sanierenden Leitungsabschnitts wird durch diese Öffnungen dann ein extrem belastbarer Gewebeschlauch aus Polyesterfasern unter Luftdruck in die alten Leitungen eingestülpt.

Dieser Kunststoffschlauch wurde zuvor mit einem Zweikomponentenkleber gefüllt und in einem Druckkessel auf eine Trommel gewickelt. Mit dem Einleiten von Druckluft wird der Schlauch dann umgestülpt wie eine alte Socke, wobei der Kleber an die Rohrwand gepreßt wird. Im nächsten Arbeitsschritt wird von einem mobilen Heißdampferzeuger produzierter Dampf in die Leitung geschickt, wodurch der Kleber innerhalb von zwei Stunden aushärtet. Schließlich müssen noch die zugeklebten Hausanschlüße durch einen videoüberwachten Roboter vom Rohr aus wieder aufgeschnitten werden. Der ganze Prozeß dauert etwa zwei bis drei Tage je Rohrabschnitt. Bei einer Zugfestigkeit des „Liners“ von 150 N/mm und einem Berstdruck von 5 bar sind die sanierten Leitungen dann auch gegen starke Beanspruchungen bestens gewappnet.

„Wir sind voll beschäftigt“, verkündet Dieter Hausdorf, Geschäftsführer der Kanal-Müller-Gruppe, die seit Juli des vergangenen Jahres mit dem Paltem-Verfahren arbeitet. Während damals vorwiegend im Raum Halle/Leipzig saniert wurde, hat man sich jetzt mit Dortmund erstmals auch einem Standort in den alten Ländern zugewandt. Dort sind die Leitungen zwar in der Regel in einem besseren Zustand, dennoch müssen auch die 227000 Kilometer „westdeutscher“ Rohre instandgehalten werden, deren mittlere Lebenserwartung etwa 80 Jahre beträgt. Die Kosten dafür beliefen sich nach Angaben des Bundesverbandes der deutschen Gas und Wasserwirtschaft im letzten Jahr auf 5,7 Milliarden Mark; bis 1995 rechnet man mit weiteren 17 Milliarden Mark, wobei für die neuen Länder noch keine Kostenschätzung vorliegt.

Nicht immer lohnt sich das Schlauchrelining, aber „je schwieriger die Umgebung, umso größer ist das Preisgefälle zwischen Auswechseln und Sanieren“, erklärt Hausdorf. Je nach Boden und Verkehrsverhältnissen muß für den Neubau einer Leitung mit 70 bis 300 Mark pro Meter gerechnet werden. Für eine Standardleitung von 150 Millimetern kostet das Paltem-Verfahren etwa 150 Mark je laufenden Meter, die Erdarbeiten schlagen hier nur mit durchschnittlich 25 Mark zu Buche. Begrenzt wird der Einsatz der Methode ebenso wie das verwandte Phoenix-Verfahren zum einen durch die Reduktion der Rohrkapazität als Folge des verringerten Durchmessers. Auch bei einer allzu hohen Zahl von Hausanschlüßen, die ja nachträglich wieder eröffnet werden müssen, kann die Rentabilitätsgrenze unterschritten werden. Außerdem werden parallel verlaufende Gas und Wasserleitungen aus Kostengründen oftmals gemeinsam erneuert.

Doch auch hier zeichnen sich Fortschritte ab: Weil das Verfahren prinzipiell auch auf die Sanierung von Wasserleitungen zu adaptieren wäre, blickt man bei der Kanal-Müller-Gruppe optimistisch in die Zukunft. Für den Praktiker Berto Schichels steht jedenfalls fest: „Das Folien-Relining ist heute sicherlich eines der besten Sanierungsverfahren“.

(geschrieben für die VDI-Nachrichten im Juni 1993. Erscheinungsdatum unbekannt.)

Benzin-Ersatz Methanol soll Ozon-Werte senken

Auch wenn die wenigsten Auto­fahrer es wahrhaben wollen: Kraftfahrzeuge sind eine der Haupt­quellen für die zunehmende Luftver­schmutzung. Bei der Verbrennung von Benzin und Diesel setzen unsere fahrbaren Untersätze Schadstoffe frei, die für den Smog in Ballungszen­tren und gesundheitsgefährdende Ozonkonzentrationen am Boden ebenso verantwortlich sind wie für sauren Regen und den Treibhaus­effekt.

Viele Alternativen zu den her­kömmlichen Treibstoffen wurden be­reits erwogen: Wasserstoff und Bioal­kohol, komprimiertes und verflüssig­tes Erdgas, Solarenergie und Strom aus der Steckdose. Keine Substanz aber vereint derart viele Vorteile in sich wie der simple Alkohol Metha­nol. Zu diesem Schluss kam jedenfalls die Kalifornische Energiekommis­sion, die bis zum Jahr 1993 rund 5000 methanolgetriebene Autos auf den Highways des amerikanischen Bun­desstaates testen wird. US-Präsident George Bush wollte die Autoherstel­ler sogar dazu verpflichten, schon ab 1997 eine Million Fahrzeuge, angetrieben von „sauberen“ Kraftstoffen, auf die Straßen amerikanischer Großstädte zu bringen – ein Vorstoß, der beim Gerangel um die Neufassung des Luftreinhaltungsgesetzes allerdings auf der Strecke blieb.

Warum die Aufregung? Bei der Verbrennung von Methanol entsteht deutlich weniger Ozon als mit herkömmlichen Kraftstoffen. Diese Form des Sauerstoffs, die in rund 30 Kilometer Höhe als Schutzschild gegen die krebserregende UV-Strahlung dient, ist am Boden ein gefährliches Gift. Zu hohe Ozonkonzentrationen können besonders Kindern und älteren Menschen, aber auch Asthmatikern gefährlich werden. Atemnot, Husten und Brustschmerzen sind die Folgen, außerdem steht Ozon im Verdacht, auch bleibende Schäden der Lunge zu verursachen.

Nach einer Darstellung des Weißen Hauses lebt rund die Hälfte der amerikanischen Bevölkerung in Gebieten, in denen die gesetzlichen Grenz­werte für Ozon nicht eingehalten wer­den. So kam es 1988 in Los Angeles, begünstigt durch den heißen Som­mer, an 176 Tagen des Jahres zu über­höhten Ozonkonzentrationen. Auch in der Bundesrepublik kommt es in diesen Tagen laufend zu erheblichen Überschreitungen des Richtwertes von 120 Mikrogramm Ozon pro Ku­bikmeter Luft, wie er vom Verband Deutscher Ingenieure empfohlen wurde.

Eine Studie, die jüngst im amerika­nischen Wissenschaftsmagazin „Science“ veröffentlicht wurde, be­legt, dass der Einsatz von Methanol die Luftqualität im Großraum Los Angeles deutlich verbessern könnte. Der sofortige Einsatz von reinem Me­thanol (M 100) könnte demnach im Jahr 2000 die Spitzenwerte für Ozon fast so stark reduzieren wie ein totales Verbot von Kraftfahrzeugen. Mit ei­nem Gemisch aus 85 Prozent Metha­nol und 15 Prozent Benzin (M 85) wä­re noch eine 30prozentige Reduktion zu erreichen. Dr. Axel Friedrich, zu­ständiger Fachgebietsleiter beim Berliner Umweltbundesamt und einer der Kritiker der Methanoltechnologie, ist allerdings der Meinung, dass die amerikanischen Modellrechnungen nicht auf deutsche Verhältnisse übertragen werden können.

Unbestritten ist jedoch, dass die Verbrennung des Methanols insgesamt weniger Schadstoffe freisetzt als die herkömmlicher Kraftstoffe. Die teilweise recht komplexen Bestandteile von Benzin und Diesel neigen nämlich dazu, nur unvollständig zu verbrennen. Dadurch wird das giftige Gas Kohlenmonoxid („Garagenkiller“) freigesetzt, außerdem krebserzeugende Substanzen wie Rußpartikel und Benzol. Zusätzlich entstehen in Nebenreaktionen Stickoxide (NOx), die am Boden die Ozonbildung fördern und für den sauren Regen mitverantwortlich sind. Auch wenn, wie Kritiker anmerken, bei der Methanolverbrennung die krebserregende Chemikalie Formaldehyd vermehrt gebildet wird, spricht die Gesamtbilanz doch eindeutig für diesen Treibstoff.

Charles Gray ist bei der amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA zuständig für die Entwicklung der gesetzlichen Richtwerte für Autoabgase. Er ist einer der glühendsten Befürworter des Methanols und glaubt, dass die konsequente Weiterentwicklung methanolgetriebener Fahrzeuge nicht nur die Atemluft dramatisch entgiften könnte, sondern auch einen wichtigen Beitrag zur Kontrolle des Treibhauseffektes liefern würde. Das Methanolauto der Zukunft, so Gray, soll im Vergleich zu heutigen Fahrzeugen nur ein Fünftel des Kohlendioxids und gar nur ein Zehntel der übrigen Schadstoffe produzieren.

Zukunftsmusik? „Insgesamt kann die technische Entwicklung der Methanolmotoren im Pkw als abgeschlossen betrachtet werden. Die Bundesrepublik Deutschland ist hier weltweit führend“, so bilanzierte Bundesforschungsminister Heinz Riesenhuber bereits vor gut einem Jahr. Vorausgegangen war dieser Behauptung ein fünfjähriges Pilotprogramm des BMFT unter Beteiligung der Kraftfahrzeug- und Kraftstoffindustrie. Mehr als 100 Pkws und zwei Busse waren erprobt worden, teils mit Vier- und Sechs-Zylinder-Ottomotoren, teils mit Vergaser. Ergebnis des Langzeitprogramms, bei dem manche der getesteten Fahrzeuge über 100000 Kilometer zurücklegten:

„Ein praxisgerechter Betrieb der Fahrzeuge mit gewohnt gutem Fahrverhalten und teilweise mit Leistungssteigerungen ist möglich.“ Insgesamt, so fand auch das BMFT, werden weniger Schadstoffe freigesetzt, die Gefahr der Smogbildung verringert und die Emission von Rußpartikeln mit Methanoldieselmotoren fast vollständig vermieden.

Für Autohersteller wie Mercedes­-Benz ist das Thema bereits ein „alter Hut“. Der Bau eines speziellen Motors sei nicht nötig, teilte Dr. Lothar Krösch mit. Methanol unterscheidet sich vorwiegend im niedrigeren Ener­giegehalt pro Volumeneinheit von herkömmlichem Benzin. Die zerset­zenden und stromleitenden Eigen­schaften des Methanols führen aller­dings dazu, dass der Tank aus rost­freiem Stahl gefertigt werden muss. Auch verschiedene Motorbauteile müssen an die höheren Anforderun­gen angepasst werden. Die Mehrko­sten, die dadurch entstehen, werden auf etwa 600 Mark geschätzt.

Auf dem Genfer Autosalon präsen­tierte Mercedes erstmals ein Fahrzeug für den Mischbetrieb, das wechseln­de Anteile von herkömmlichem Ben­zin und Methanol „verdaut“. Es han­delt sich dabei um ein Modell der 300er-Serie, bei dem ein Sensor den Methanolanteil im Treibstoff ermit­telt und dann die Einspritzung steu­ert. Derartige Fahrzeuge. wie sie auch von Ford und General Motors ent­wickelt wurden, bieten den offen­sichtlichen Vorteil, dass zukünftige Käufer nicht auf Tankstellen ange­wiesen sein werden, an denen Metha­nol angeboten wird.

Auch in finanzieller Hinsicht könn­te Methanol konkurrenzfähig sein. Zurzeit kostet eine Tonne Methanol auf dem Markt etwa 210 Mark, das bedeutet einen Literpreis von 16 Pfennig. Er ist aber sehr abhängig von der Ausgangs-Substanz und vom Herstellungsverfahren. Nach Schät­zungen der Internationalen Energie­agentur ist Methanol konkurrenzfä­hig, wenn der Erdölpreis über 20 Dol­lar pro Fass liegt – so wie es zurzeit als Folge der Irak-Krise der Fall ist. Für den Treibstoff, der ebenso wie Benzin und Diesel flüssig und leicht brenn­bar ist, wäre auch kein neues Vertei­lungsnetzwerk nötig. Bestehende Transport- und Lagervorrichtungen ließen sich ohne große Investitionen für Methanol nutzen.

Im Prinzip kann der zukunftsträch­tige Energieträger aus allen kohlen­stoffhaltigen Substanzen hergestellt werden. Die Möglichkeit, Methanol aus Erdgas oder Kohle, Erdölrück­ständen, Biomasse und sogar aus Ab­fall zu gewinnen, könnte diesen Treibstoff weltweit langfristig verfüg­bar machen, meint Dr. Hansgert Quadflieg, Leiter der Stabsstelle Pro­jektbegleitung beim TÜV Rheinland. Ökonomische Überlegungen konzen­trieren sich aber darauf, den „Alterna­tivkraftstoff Nummer eins“ aus Erd­gas herzustellen.

Da bei der Erdölgewinnung derzeit große Mengen an Methangas einfach abgefackelt werden, ließen sich durch die Umwandlung in Methanol gleich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Der Gesamtverbrauch an Primärenergie ginge zurück (es wür­de nämlich entsprechend weniger Benzin benötigt), gleichzeitig gelang­ten weniger Schadstoffe und Treib­hausgase in die Atmosphäre. Diese Lösung bietet sich vor allem für die USA an, da sie in Alaska über gewalti­ge Erdgasfelder verfügen.

Methanol für den deutschen Markt könnte aus bisher noch ungenutzten norwegischen Erdgasfeldern kom­men. Wie Quadflieg mitteilte, strebt Norwegen allerdings vor der kosten­intensiven Erschließung eine Abnah­megarantie der Bundesrepublik über einen längeren Zeitraum hinweg an. Dagegen bestehen auf deutscher Sei­te prinzipielle Bedenken gegenüber einer Preisgarantie bei schwanken­den Rohölpreisen. Ein Eingriff in den Mechanismus der freien Marktwirt­schaft, sprich Subventionen oder Steuererleichterungen, wird vom Wirtschaftsministerium abgelehnt.

(erschienen in der WELT am 16. August 1990. Letzte Aktualisierung am 18. März 2017)

Was ist daraus geworden? Aus der brasilianischen Botschaft bekam ich damals einen freundlichen Leserbrief mit Lob für den Artikel und dem Hinweis, dass in Brasilien zu dem Zeitpunkt bereits 4,5 Millionen Autos mit Äthanol (= Alkohol) unterwegs waren. Heute aber sehen wir bei einem Stop an der Tankstelle: Methanol hat sich nicht durchgesetzt. Beimischungen in geringer Konzentration werden aus Kostengründen nicht gemacht, lese ich in der Wikipedia. Und obwohl neben den USA auch Japan, China, Neuseeland und Südafrika mit der Technologie experimentiert haben, konnte sie sich nirgendwo durchsetzen. Der Hauptgrund dürfte die Entwicklung von Katalysatoren gewesen sein, wodurch die Emissionen an Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden deutlich gesenkt wurden.