ORIGINAL PAPER
Technical adaptation of natural gas infrastructure for hydrogen transport – solutions for the energy transition
More details
Hide details
1
National Academy of Applied Sciences Ignacy Mościcki in Ciechanów, Poland
Submission date: 2025-05-23
Final revision date: 2025-06-12
Acceptance date: 2025-06-13
Publication date: 2025-09-30
Corresponding author
Marta Gburzyńska
Wydział Inżynierii i Ekonomii, Państwowa Akademia Nauk Stosowanych im. Ignacego Mościckiego w Ciechanowie, Narutowicza 9, 06-400, Ciechanów, Poland
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2025;28(3):179-194
KEYWORDS
TOPICS
ABSTRACT
In the face of the global energy transition and the urgent need to reduce CO2 emissions, hydrogen is emerging as a key energy carrier whose widespread adoption depends on the development of efficient and safe transmission infrastructure. Constructing new hydrogen networks involves high costs and long implementation times; therefore, this article analyzes the potential for adapting existing natural gas transmission infrastructure for hydrogen transport. Two main approaches are assessed: blending hydrogen with natural gas and repurposing selected pipelines for pure hydrogen transmission. The article discusses critical technical aspects, including the impact of hydrogen on materials, the risk of hydrogen embrittlement, safety, and operational requirements. The regulatory analysis covers both Polish and EU legal frameworks, with special attention to new standards and certification systems that facilitate hydrogen integration into the current energy system. Examples of pilot and commercial projects across Europe are presented, highlighting Poland’s strategic role in the development of a hydrogen economy. The findings indicate that adapting existing infrastructure can achieve significant cost savings (up to 90% compared to building new networks) and accelerate the achievement of climate goals. The article also identifies key challenges, such as leak detection, equipment compatibility, and the need for regulatory clarity, which must be addressed to enable a safe and effective energy transition. This work aims to provide decision-makers, investors, and experts with interdisciplinary knowledge essential for planning and implementing modern hydrogen infrastructure.
CONFLICT OF INTEREST
The Author has no conflicts of interest to declare.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Techniczna adaptacja infrastruktury gazu ziemnego do transportu wodoru – rozwiązania dla transformacji energetycznej
wodór, infrastruktura gazowa, blending, repurposing, regulacje, bezpieczeństwo, dekarbonizacja
W obliczu globalnej transformacji energetycznej i konieczności redukcji emisji CO2 wodór staje się kluczowym nośnikiem energii, którego szerokie zastosowanie wymaga rozwoju efektywnej i bezpiecznej infrastruktury przesyłowej. Budowa nowych sieci wodoru wiąże się z wysokimi kosztami i długim czasem realizacji, dlatego w artykule analizowano potencjał adaptacji istniejącej infrastruktury przesyłowej gazu ziemnego do transportu wodoru. Przedstawiono dwie główne metody: domieszkę wodoru do gazu ziemnego (blending) oraz przekształcenie wybranych gazociągów do przesyłu czystego wodoru (repurposing). Omówiono kluczowe aspekty techniczne, takie jak wpływ wodoru na materiały, ryzyko kruchości wodorowej, bezpieczeństwo sieci oraz wymagania eksploatacyjne. Analiza regulacyjna objęła zarówno polskie, jak i unijne ramy prawne, ze szczególnym uwzględnieniem nowych standardów i systemów certyfikacji ułatwiających integrację wodoru z istniejącym systemem energetycznym. Przedstawiono przykłady projektów pilotażowych i komercyjnych realizowanych w Europie, podkreślając strategiczną rolę Polski w rozwoju gospodarki wodorowej. Wyniki wskazują, że adaptacja istniejącej infrastruktury może przynieść znaczące oszczędności kosztów (do 90% w porównaniu z budową nowych sieci) oraz przyczynić się do realizacji celów klimatycznych. Artykuł identyfikuje także wyzwania, takie jak detekcja wycieków, kompatybilność urządzeń oraz potrzeba doprecyzowania przepisów, które muszą zostać rozwiązane, aby zapewnić skuteczną i bezpieczną transformację energetyczną. Praca ma na celu dostarczenie decydentom, inwestorom oraz ekspertom interdyscyplinarnej wiedzy niezbędnej do planowania i wdrażania nowoczesnej infrastruktury wodorowej.
REFERENCES (27)
1.
Act on Electromobility and Alternative Fuels 2018 (Ustawa o elektromobilności i paliwach alternatywnych) 2018. Dz.U. 2018, poz. 317.
2.
Blaczkowska, B. 2024. Low- and zero-emission hydrogen will be regulated. Draft amendment adopted (Wodór nisko- i zeroemisyjny doczeka się regulacji. Projekt nowelizacji przyjęty). Gramwzielone.pl, 15 października. [Online:]
https://www.gramwzielone.pl/wo... [Accessed: 2025-06-15] (in Polish).
3.
Cowell, B. 2025. What Are the Key Integrity Considerations When Repurposing Pipelines for Hydrogen? February 25. [Online:]
https://www.penspen.com/insigh... [Accessed: 2025-06-15].
4.
EHB 2023. European Hydrogen Backbone Initiative 2023. The European Hydrogen Backbone (EHB) initiative. [Online:]
https://ehb.eu/ [Accessed: 2025-06-15].
5.
Enerad 2025. Prezydent podpisał ustawę regulującą rynek wodoru w Polsce. Enerad.pl, 25 marca 2025. [Online:]
https://enerad.pl/prezydent-po... [Accessed: 2025-07-12] (in Polish).
6.
Englart, S. and Jedlikowski, A. 2023. The impact of hydrogen injection on the operation of a residential distribution gas network (Wpływ dodatku wodoru na eksploatację osiedlowej sieci gazowej). Czasopismo Instalacje 7–8, pp. 14–23, DOI: 10.36119/15.2023.7-8.2 (in Polish).
8.
European Commission 2020. A Hydrogen Strategy for a Climate-Neutral Europe.
9.
GAZ-SYSTEM 2024. With energy into a sustainable future: GAZ-SYSTEM 2023 Integrated Report (Z energią w zrównoważoną przyszłość: Raport zintegrowany GAZ-SYSTEM 2023). Warszawa: GAZ-SYSTEM. [Online:]
https://www.gaz-system.pl [Accessed: 2025-06-15] (in Polish).
10.
GAZ-SYSTEM 2025. Hydrogen Market in Poland. GAZ-SYSTEM Workshop with Market Participants (Rynek wodoru w Polsce. Warsztaty GAZ-SYSTEM z uczestnikami rynku). GAZ-SYSTEM.pl, April 8. [Online:]
https://www.gaz-system.pl/cent... [Accessed: 2025-06-15] (in Polish).
11.
Gburzyńska, M. 2023. Hydrogen Production from Natural Gas – analysis of manufacturing technology (Wytwarzanie wodoru z gazu ziemnego – analiza technologii wytwarzania). Gaz, Woda i Technika Sanitarna 12, pp. 20–25, DOI: 10.15199/17.2023.12.3 (in Polish).
12.
Górka, A. 2024. Is blending natural gas and hydrogen in networks possible under EU regulations? (Czy blending gazu ziemnego i wodoru w sieciach jest możliwy w świetle unijnych regulacji?) Stowarzyszenie Z energią o prawie. [Online:]
https://zeop.pl/blending-gaz-z... [Accessed: 2025-07-10] (in Polish).
13.
Hydrogen Portal 2024. Gas networks can be used to transport hydrogen (Sieci gazowe mogą posłużyć do przesyłu wodoru). Portal Wodorowy. [Online:]
https://www.igg.pl/sites/defau... [Accessed: 2025-05-16].
14.
Hydrogen technology safety engineering... 2023. Hydrogen technology safety engineering – safety in the area of hydrogen transport and distribution (Inżynieria bezpieczeństwa technologii wodorowych – bezpieczeństwo w obszarze transportu i dystrybucji wodoru). Opracowanie na zlecenie Urzędu Marszałkowskiego Województwa Zachodniopomorskiego – Centrum Inicjatyw Gospodarczych. Warszawa: Cpoint Sp. z o.o., czerwiec 2023. Projekt współfinansowany w ramach RPO WZ 2014–2020, Działanie 1.18, nr RPZP.01.18.00-32-B001/20-00 (in Polish).
17.
INiG PIB 2024. The first H2INiG certificate issued for products dedicated to the hydrogen economy (Pierwszy certyfikat H2INiG wydany dla wyrobów dedykowanych gospodarce wodorowej). Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy 2024, 26 lutego 2024. [Online:]
https://inig.pl/aktualnosci/12... [Accessed: 2025-06-20] (in Polish).
18.
Iwińska et al. 2023a – Iwińska, K., Kulesza, K., Wróblewski, M. and Grudowska, J. 2023a. Safety in hydrogen technologies. V. Safety engineering of hydrogen technologies – safety in the area of hydrogen transport and distribution (Bezpieczeństwo w technologiach wodorowych V: Inżynieria bezpieczeństwa technologii wodorowych – bezpieczeństwo w obszarze transportu i dystrybucji wodoru). Warszawa: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Organizacji i Zarządzania w Przemyśle ORGMASZ (in Polish).
19.
Iwińska et al. 2023b – Iwińska, K., Kulesza, K., Wróblewski, M. and Grudowska, J. 2023b. Safety in hydrogen technologies. VII. Technical and technological assumptions and anoverview of hydrogen strategies (Bezpieczeństwo w technologiach wodorowych. VII. Założenia techniczne i technologiczne oraz przegląd strategii wodorowych). Warszawa: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Organizacji i Zarządzania w Przemyśle ORGMASZ (in Polish).
20.
Loyola et al. 2024 – Loyola, V., Gischler, C., Urquizo, M. and Daza, E. 2024. Transforming Infrastructure for a Sustainable Hydrogen Future in Latin America and the Caribbean. IDB Blogs: Energía para el Futuro, September 17. [Online:]
https://blogs.iadb.org/energia... [Accessed: 2025-07-12].
21.
Noordgastransport 2023. Reuse of Offshore Pipelines for Hydrogen Transport Possible before 2030. October 11. [Online:]
https://www.noordgastransport.... [Accessed: 2025-07-12].
22.
Polish Hydrogen Strategy until 2030 with a perspective to 2040. 2021(Polska Strategia Wodorowa do 2030 roku z perspektywą do 2040 roku). Monitor Polski, grudzień 2021. [Online:]
https://isap.sejm.gov.pl/isap.... [Accessed: 2025-07-12].
23.
PSG 2024. Polish Gas Company 2024. PSG with the first steel gas pipeline in Poland for hydrogen transmission (Polska Spółka Gazownictwa 2024. PSG z pierwszym w Polsce gazociągiem stalowym do przesyłu wodoru). [Online:]
https://www.psgaz.pl/aktualnos... [Accessed: 2025-06-25] (in Polish).
24.
Regulation of the Ministry of Climate and Environment 2022 on detailed conditions for the operation of the gas system (Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 23 marca 2022 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu gazowego). Dziennik Ustaw 2022, poz. 799.
25.
Siekierski et al. 2023 – Siekierski, M., Majewska, K. and Mroczkowska-Szerszeń, M. 2023. Methods of effective and safe hydrogen storage as a condition of its widespread use in transportation and energetics (Metody efektywnego i bezpiecznego magazynowania wodoru jako warunek powszechnego jego wykorzystania w transporcie i energetyce). Nafta-Gaz 79(2), pp. 114–130, DOI: 10.18668/NG.2023.02.06.
26.
Sęk, P. 2025. Preliminary concept of the National Hydrogen Transmission Network in Poland (Wstępna koncepcja Krajowej Sieci Przesyłowej wodoru w Polsce). Pion Transformacji Energetycznej, prezentacja wygłoszona podczas warsztatów „Wodorowa Mapa Polski” (in Polish).
27.
UNFCCC Secretariat. National greenhouse gas inventory data for the period 1990–2021. Report by the secretariat (FCCC/SBI/2023/15). United Nations Framework Convention on Climate Change. [Online:]
https://unfccc.int/documents/6... [Accessed: 2025-07-12].