Öl, Gas, Wasserstoff & Co.: Ohne Pipelines ist die Versorgung der Menschheit nicht mehr vorstellbar. Jetzt bringt man ihnen sogar das Denken bei: damit sie rechtzeitig Lecks erkennen. Und Terroristen.

Eine Freundschaft will gepflegt sein, wenn sie halten soll. Das gilt auch für Druschba, die "Pipeline der Freundschaft". Die 5000 Kilometer lange Röhre spült seit über 50 Jahren täglich 80 000 Tonnen Öl von Sibirien nach Schwedt an der Oder, ein Fünftel des deutschen Gesamtverbrauchs. Aber jetzt ist sie veraltet und störanfällig und muss saniert werden. Pipelines waren bisher plumpe Stahlröhren, benutzbar nach der Devise: vorne rein, hinten raus. Kaum ein Betreiber weiß exakt, wie viel Öl oder Gas er in seine Pipes einleitet und wie viel davon am anderen Ende wieder herauskommt. Er hat auch keine Ahnung davon, wie effizient seine Leitung arbeitet und wie lange sie dicht hält.

Rund um den Globus haben solche Primitivröhren jetzt ausgedient: Die Erschließung entlegener Förderstätten in der Tiefsee oder der Arktis stellt höchste Anforderungen an die Transportleitungen. Neue Rohrwerkstoffe und Verlegetechniken, optimierte Oberflächen sowie der Einsatz von Software und Sensoren sollen Wirtschaftlichkeit und Sicherheit erhöhen. Die Leitungen erkennen Schäden und Lecks selbstständig. Kurz gesagt: Pipelines werden schlau. Erfunden wurde die Pipeline vor 7000 Jahren in China. Ineinandergesteckte Bambusrohre leiteten Wasser über größere Distanzen. Dieses Transportsystem hat sich im Lauf der Jahrtausende kaum verändert, wurde aber nur wenig genutzt - bis im 19. Jahrhundert die Erdölindustrie an der Ostküste der USA auf den Trichter mit der Pipeline kam.

Um das Preisdiktat der Eisenbahngesellschaften, die dem Ölmagnaten John D. Rockefeller gehörten, zu umgehen, schickten seine Konkurrenten das schwarze Gold durch dicke Röhren zu den Raffinerien. 1879 floss durch die rund 250 Kilometer lange "Tidewater Pipeline" in Pennsylvania das erste Öl. Die Röhren waren höchst effizient: Sie vereinten Lokomotive, Waggon und Gleis und überwanden elegant Moore, Berge und Gewässer. Mit der Verbreitung des Benzinautos gewann der Pipeline-Bau immer mehr an Bedeutung. Seither ist das Netz der Rohrfernleitungen weltweit auf drei Millionen Kilometer angewachsen. Jedes Jahr kommen 25 000 weitere hinzu. Das Geschäft ist Big Business. Ähnlich, wie Blutgefäße den Menschenkörper durchziehen und am Leben halten, umspannen und versorgen Pipelines den Erdball. Die Arterien dieses Netzes sind die mächtigen transkontinentalen Leitungen. Venen zweigen von ihnen ab und münden in Staaten. Kapillaren verteilen die Waren zu Raffinerien oder Chemiewerken. Neben Öl und Gas fließen viele andere Stoffe durch Pipelines: Kohlendioxid, Sauerstoff, Ethen oder Wasserstoff. In Zukunft wird es immer mehr Wasser sein: Die Trockengebiete auf der Erde weiten sich aus. Schon heute beziehen ganze Regionen an den Rändern der Wüsten ihr Trinkwasser über Rohrfernleitungen. Pipelines sind mehrlagig aufgebaut. Den Kern bilden Stahlrohre: Bleche werden zu Zylindern geformt und anschließend längs verschweißt. Zusätze wie Mangan, Niob oder Vanadium erhöhen ihre Festigkeit. Die Rohre müssen außerdem hoch aggressiven Bestandteilen wie Sauergas oder Schwermetallen standhalten. Dafür werden dicke Stahlplatten auf 1200 Grad Celsius erhitzt, bei kontrollierten Temperaturen zu Blechen gewalzt und abgekühlt.

Das erzeugt eine komplexe Gefügestruktur des Stahls: Er wird fest und zäh. Standard in der Pipeline-Produktion sind hochfeste Baustähle wie X70 oder X80. Je höher die Zahl hinter dem X, desto fester ist der Stahl und desto höher darf der Druck in den Rohren sein, erklärt Hans-Georg Hillenbrand von Europipe in Mülheim an der Ruhr. Obwohl es reichlich Normen gibt, ist jede Fernleitung ein Unikat. Der Innendurchmesser einer modernen Pipeline bleibt über die gesamte Länge gleich. So können Molche, kleine Inspektionsroboter, durch die Röhren fahren und den Zustand der Innenwände überprüfen. Der Außendurchmesser hingegen variiert. Bei Gasleitungen hinter einer Kompressorstation müssen die Rohre einem höheren Druck standhalten. An diesen kritischen Stellen sind sie dickwandiger. Bei der Gaspipeline Nord Stream, die gerade mitten durch die Ostsee verlegt wird, haben die Rohre Wandstärken zwischen 27 und 41 Millimeter. Der Anfangsdruck auf russischer Seite beträgt 220 bar. In Deutschland, 1224 Kilometer weiter südwestlich, kommt das Gas mit 100 bar an. Die gesamte Pipeline wird mit nur einer Kompressorstation in Russland betrieben - einmalig auf einer so großen Länge! Der Hochdruck sorgt für einen hohen Durchsatz - wichtig für die Wirtschaftlichkeit der Anlage. Ende des Jahres soll der erste Strang der Nord Stream, auch "Ostsee-Pipeline" genannt, in Betrieb gehen und jährlich rund 27,5 Milliarden Kubikmeter Erdgas nach West- und Mitteleuropa liefern. Die Röhre wird im Anschluss daran auf zwei parallele Leitungsstränge erweitert, was die Versorgungssicherheit Europas erhöht. Neue Pipeline-Trassen sorgen für politische Spannungen gerade in Zeiten nicht mehr endlos sprudelnder fossiler Energiequellen.

Während Deutschland und einige seiner Nachbarn eine direkte Leitung zu Russlands Förderstätten erhalten, gehen Nachbarländer wie Polen, die Ukraine oder Weißrussland leer aus. Das Projekt hat auch bei Ostseeanrainern wie Finnland für erheblichen Ärger gesorgt. Jedes einzelne Nord-Stream-Rohr hat einen Innendurchmesser von 1,153 Metern, ist zwölf Meter lang und mit der Betonummantelung rund 20 Tonnen schwer. Jedes ist so teuer wie ein Kleinwagen. 200 000 Rohre sind geordert, der Großteil bei Europipe. Die Rohre werden erst an Bord eines Verlegeschiffs zur Pipeline verschweißt, die Rundnähte an Ort und Stelle per Ultraschall geprüft. Außen wurden sie an Land von einer bis zu 110 Millimeter dicken Betonschicht ummantelt. Dieser schwere Panzer hält die Leitung am Meeresgrund fest. Bei Kosten von fast acht Milliarden Euro haben die Nord-Stream-Betreiber nichts dem Zufall überlassen. Aus Angst vor Sabotage wurden die Rohre schon im Zwischenlager an Land überwacht. Wie - das ist ein gut gehütetes Geheimnis. Es wird gemunkelt, dass kleine Sensoren in jedem einzelnen Rohr das Rattern von Bohrern oder Zischen von Schweißbrennern registriert hätten. All diese Maßnahmen machen Nord Stream zu einem "der spektakulärsten Projekte" in der bisherigen Pipeline-Geschichte, heißt es in der Branche. Dabei liegen die Nord-Stream-Rohre nur maximal 210 Meter unter dem Meeresspiegel. Andere Pipel ines, etwa im Schwarzen Meer oder im Golf von Mexiko, "tauchen" bis zu 2500 Meter tief. Dort unten ist der Innendruck viel geringer als der Außendruck, der die Leitungen zu zerquetschen droht. Deshalb werden extrem dickwandige Rohre verbaut. Doch das macht sie außerordent lich schwer. Beim Verlegen treten daher neue Probleme auf: Die Leitungen hängen stark durch und drohen unter dem hohen Außendruck zu kollabieren. Deshalb möchten Forscher, etwa beim Mineralölkonzern Shell, den Stahl durch elastischere moderne Verbundwerkstoffe ersetzen. Glas- oder Kohlenstofffasern beispielsweise sind leicht, stabil und widerstandsfähig gegen aggressive Stoffe. Dank eingearbeiteter faseroptischer Sensoren könnten sie sich selbst überwachen. So, wie ein Sportler mithilfe seiner Pulsuhr stets im "grünen Bereich" seiner Herzfrequenz trainiert, würde auch die Pipeline der Zukunft ihre physischen Grenzen ständig im Auge behalten. Im Vergleich mit den heutigen "dummen" Stahlröhren wäre der Transport der Güter außerdem viel schneller und wirtschaftlicher.

Damit das transportierte Medium besser "flutscht", erhalten heutige Gasleitungen innen eine Epoxid-Beschichtung. Das minimiert die Reibung. In Zukunft soll eine künstliche Haifischhaut die Röhren noch strömungsgünstiger machen - ein Effekt, den man von Olympia-Schwimmern kennt: Schwimmanzüge mit der mikroskopischen Oberflächenstruktur von Haien senken den Reibungswiderstand - der Schwimmer wird schneller. Weitere Neuerungen machen von sich reden: Energiefressende Verwirbelungen, die im Inneren von Öl- oder Wasserpipelines entstehen, lassen sich durch gezielte Injektionen beruhigen. Zum Erkennen solcher Hemmnisse sind extrem sensible Fühler in den Wandungen nötig. Die Kontrolle der Fernleitungen wird immer wichtiger: auch um Verschleiß oder Sabotageakte rechtzeitig zu bemerken. Dafür werden in der Leitung alle hundert Meter Sensoren installiert, die Druckabfälle registrieren. Sie funken ihre Messwerte an die Zentrale. Dort macht sich eine Software automatisch ein Bild von der Lage. Falls nötig, besonders bei großem und plötzlichem Druckverlust, werden sofort Ventile geschlossen. Sie stehen im Abstand von 40 Kilometern und riegeln notfalls den undichten Leitungsabschnitt ab. Überdies wollen die Pipe-Technologen von der Medizintechnik lernen. Ultraschallgeräte, die den Blutstrom der Hauptschlagader messen, sollen in den Röhren über die Durchflussmenge wachen. Auch sie funken ihre Daten zum Kontrollzentrum. So lassen sich Fernleitungen Abschnitt für Abschnitt überwachen. Ist der Ölfluss oder Gasstrom zu langsam, kann man die Problemstelle exakt lokalisieren - Servicetrupps müssen nicht lange suchen. Wieder andere Spezialsensoren reagieren auf Grab- und Klopfgeräusche, die entstehen, wenn sich Saboteure an der Leitung zu schaffen machen. Unter Wasser sollen sogar Sonar-Systeme auf der Lauer liegen und Ausschau nach Tauchern und U-Booten halten, die sich der Pipeline unerlaubt nähern. Wozu die minutiöse Überwachung? Terroristische Gruppen in der ganzen Welt entdecken Pipelines immer mehr als ein willkommenes Druckmittel zum Durchsetzen ihrer Ziele. Sicherheitsexperten sprechen vom eskalierenden Ölterrorismus.

"Seit den Anschlägen von 2001 werden Pipelines verstärkt angegriffen", sagt Frank Umbach vom Centre for European Security Strategies in Berlin. Besonders heikle Gebiete seien der Irak, Pakistan, Nigeria und Kolumbien. Nigeria beispielsweise ist reich an Gas und Öl, seine Bürger aber sind bettelarm. Manche bohren die Pipelines an, um das schwarze Gold abzuzapfen und auf dem Schwarzmarkt zu verkaufen. Oft geraten sie dabei aber an Gasleitungen. Diese explodieren - statt Öl fließt Blut. Westliche Unternehmen, die in Krisengebieten Geschäfte machen, müssen sich auf diese Gefahren einstellen. Sie bewachen ihre Anlagen rund um die Uhr: durch geschultes Personal am Boden und in der Luft sowie neuerdings mit aufwendiger Informationstechnologie. Auch vor digitalen Attacken sind die Pipeline-Betreiber nicht gefeit. Dabei stehen zwar meist keine Menschenleben auf dem Spiel, trotzdem sind sie eine ernste Gefahr. "Wenn Net-Aktivisten das Kontrollzentrum einer Pipeline ausschalten, fließt kein Öl mehr", sagt Umbach. Der Mineralölkonzern Shell schlage sich täglich mit tausend Angriffen aus dem Netz herum, auch von Umweltschützern. "Cyber threats stehen verstärkt auf der Agenda", beobachtet Umbach. Und sie betreffen nicht nur Krisengebiete: "Bei uns geht man davon aus, dass wir sicher sind. Das ist ein Trugschluss", warnt der Sicherheitsfachmann. Einen Vorgeschmack darauf, was uns in Zukunft öfter drohen könnte, erlebte Deutschland bereits im Jahr 2007: Russland machte dicht - Druschba, die Pipeline der Freundschaft, versiegte. Was war geschehen? Weißrussland, eines der Transitländer, wollte mitverdienen und erhob Durchleitungsgebühren. Russland aber wollte nicht zahlen, woraufhin Weißrussland für sich einfach Öl abzwackte. Kurzerhand drehte Moskau den Ölhahn zu - und Schwedt an der Oder saß drei Tage lang auf dem Trockenen. Wie viel Versorgungssicherheit ist möglich? Der Energiehunger der Industrieländer nimmt weiter zu, die Öl- und Gas-Impor te wachsen. Das prognostiziert die Internationale Energieagentur (IEA). Während sich Öl auf manchen Strecken auch per Schiff transportieren ließe, gibt es zum Gastransport in der Pipeline kaum Alternativen. Also muss die Sicherheit noch mehr verstärkt werden. Doch Hightech allein ist nicht die Lösung. Die neueste Idee: ein globales Energiebündnis ganz nach dem Vorbild der NATO. Diese Allianz könnte auch die Erzeugerländer verstärkt einschließen. Wenn ein Mitglied unverschuldet in Versorgungsschwierigkeiten gerät, helfen die Partner aus und puffern Notfälle ab. Dann erst würde die Druschba - Freundschaft - ihren Namen wirklich verdienen.

P.M. Magazin 06/2011