Das Trans-Alaska Pipeline System (TAPS) verläuft fast 1300 Kilometer vom Norden in den Süden Alaskas. Es transportiert Öl vom Nordpolarmeer zum Hafen von Valdez. Dort wird das Rohöl auf Tanker geladen, die es dann zur Raffination in die übrigen Bundesstaaten der USA bringen. Die Pipeline durchquert auf ihrem Weg vom Norden in den Süden Alaskas unterschiedlichste Regionen – es gibt Gebirge, Permafrost, Hunderte von Flüssen und aktive Verwerfungslinien.

Ein Großteil der Pipeline ist nur schwer zu erreichen und der Pipeline-Betreiber bietet leider keine Touren mehr zu den Pumpstationen an. Doch wenn Sie von Fairbanks auf dem Highway stadtauswärts fahren, gelangen Sie zu der kleinen Gemeinde Fox, in der es ein Besucherzentrum gibt, in dem die Geschichte der Pipeline erläutert wird. Hier können Sie sogar auf dem Röhrensystem herumklettern, bevor es im Boden verschwindet.

Die Pipeline wurde 1977 eröffnet und hat einen Durchmesser von 1,22 Metern. Die Kombination aus dem Klima und der Landschaft Alaskas sowie der Temperatur des durch die Pipeline fließenden Öls stellt eine große Herausforderung dar.

Öl verlässt den Erdboden üblicherweise mit einer Temperatur von etwa 80°C. Wenn es durch die Pipeline fließt, liegt die Temperatur immer noch bei etwa 50°C. Der überirdische Teil der Pipeline (etwa 675 Kilometer) ist höher gelegt, damit der Permafrost durch die Hitze nicht schmilzt. Es war unmöglich, die gesamte Pipeline unterirdisch verlaufen zu lassen, denn einige Teile des Permafrost reagieren sehr empfindlich auf das Auftauen, was die gesamte Pipeline gefährdet hätte. Doch die Erhöhung der Pipeline allein reicht nicht aus, da schon allein die über die Stützpfeiler abgestrahlte Hitze den Boden auftauen und zur Instabilität führen könnte.

Galvanische Korrosion und kathodischer Korrosionsschutz

Die nützliche Fähigkeit von Batterien, Strom zu erzeugen, basiert darauf, dass zwei verschiedene Metalle in ein Elektrolyt getaucht werden (siehe Die Voltasche Säule). Doch Metalle können auch ungewollt zu Batterien werden und so korrodieren. Diese galvanische Korrosion ist ein weitreichendes Problem, das die Freiheitsstatue ebenso betrifft wie Schiffsruder. Pipelines sind dabei aufgrund ihrer Größe besonders anfällig. Das Problem kann sogar dann auftreten, wenn nur ein Metalltyp vorhanden ist. Dies liegt an der leicht unterschiedlichen Zusammensetzung des Basismetalls.

Die Freiheitsstatue beispielsweise besteht aus einer Eisenstruktur mit einer Haut aus Kupfer. Als Gustave Eiffel die Statue baute, bedachte er auch das Problem der galvanischen Korrosion. Er isolierte Kupfer und Eisen voneinander. Dazu verwendete er den natürlichen Schellack (siehe Abbildung 86.4). Mit der Zeit löste sich die Schellack-Isolierung auf, und da mit der der feuchten, salzigen Meeresluft ein Elektrolyt vorhanden war, kam es zusammen mit den Metallen zur Bildung einer einfachen Batterie.

Galvanische Korrosion tritt ein, wenn sich die Metall-Ionen von der Anode zur Kathode bewegen. Dies führt dazu, dass die Anode ungewöhnlich schnell korrodiert. Bei der Freiheitsstatue fließen, unterstützt durch die salzige Luft, Elektronen von der Kupferhaut zum Eisen, während sich Eisen-Ionen gleichzeitig in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Dies führt zur Korrosion des Eisens.

Bei Schiffen und auch bei der Alaska-Pipeline nutzt man die galvanische Korrosion, um einen kathodischen Korrosionsschutz aufzubauen. Dabei wird die Pipeline bewusst als Batterie eingesetzt, indem man Zinkstreifen anbringt, die schneller korrodieren als das zu schützende Metall.

Auf die gleiche Weise schützen Schiffseigner Ihre Schiffe: Sie bringen Zinkblöcke (sogenannte Opfer-Anoden) an Propellerwellen, Rudern und Schiffshüllen an. Diese bilden zusammen mit dem Schiffsmetall und dem Meerwasser eine Batterie. Die Zinkblöcke korrodieren jedoch lange vor den wertvolleren Teilen des Schiffs (Abbildung 82.1).

Abbildung 82.1 Opfer-Anode an der Propellerwelle eines Schiffes; zur Verfügung gestellt von N. H. Anthony

Bei sehr großen Objekten reicht die Verwendung von Zink (oder eines anderen Metalls) als Opfer-Anode nicht aus, weil nicht genug Strom erzeugt wird, um das Metall zu schützen. In diesem Fall kann ein stärkerer Strom erzeugt werden, indem das Objekt und die Opfer-Anode an einem Gleichstrom angeschlossen werden. Auch bei Teilen der Alaska-Pipeline wird ein solcher »Fremdstrom« als kathodischer Korrosionsschutz genutzt.

Aus diesem Grund wird der Boden zusätzlich durch Wärmepumpen geschützt, damit der Permafrost nicht schmilzt. Wasserfreies Ammoniak fließt durch Röhren in den Stützpfeilern. Wird der Boden zu heiß, verdampft das Ammoniak, kühlt den Boden und steigt nach oben. Das Ammoniak steigt dann zu den Radiatoren auf, die über der Pipeline montiert wurden. Dort wird es durch die kalte Luft Alaskas wieder abgekühlt, es kondensiert und gelangt dann wieder in den Kühlkreislauf.

605 Kilometer der Pipeline verlaufen unterirdisch, weitere 6 Kilometer unterirdischen Röhrensystems sind zusätzlich in eine gekühlte Lösung eingebettet, um ein Tauen des Bodens zu verhindern.

Zum Schutz vor Schäden, die durch Ausdehnung und Kontraktion des Materials und durch Erdbeben entstehen können, verläuft die Pipeline im Zickzack unter der Erde, und ist an manchen Stellen an beweglichen Pfeilern befestigt, so dass sich das Röhrensystem relativ zum Boden bewegen kann. Außerdem werden überall an der Pipeline Zinkbänder verwendet, um elektrisch induzierte Korrosion (siehe Kasten) zu vermeiden.

Etwa eine Million Barrel Öl (ein Barrel entspricht etwa 160 Litern) fließt täglich durch die Röhren. Die gesamte Pipeline kann über 9 Millionen Barrel fassen. Zur Inspektion während des Betriebs werden autonome Roboter, sogenannte Pigs (»Pipeline Inspection Gauges«), an den Pumpstationen eingelassen und später an einem anderen Abschnitt des Röhrensystems wieder entnommen.

Einige Pigs nutzen Ultraschall und Magnetfelder, um die Pipeline auf Korrosion zu untersuchen. Andere einfache Typen dieses Roboters reinigen das Innere der Pipeline, d.h. sie entfernen die wächsernen Parafin-Ansammlungen, die zu Verstopfungen führen könnten. Wieder andere suchen nach Beulen oder Veränderungen in den gewölbten Wänden.

Das Öl wird über 11 an der Pipeline verteilte Pumpstationen (die nicht alle gleichzeitig laufen) in Bewegung gehalten.

Wenn Sie in Fairbanks sind (vielleicht, um sich die Aurora Borealis anzusehen; siehe Kapitel 81), ist ein Abstecher nach Fox zum Besucherzentrum, um sich dort die Technik hinter der Pipeline genauer anzusehen, durchaus die Mühe wert.

Das Besucherzentrum erreichen Sie, wenn Sie dem Steese Highway etwa 18 Kilometer in nördliche Richtung folgen.