Die Vereinigung der Fernleitungsnetzbetreiber Gas (FNB Gas) hat sich mit der Infrastruktur eines klimaneutralen Deutschlands in einer aktuellen Studie beschäftigt und mit dem Beratungsunternehmen 4Management ein mögliches Wasserstoffnetz für Deutschland im Jahr 2030 und 2050 entwickelt.
Berechnetes Wasserstoffnetz für das Jahr 2050. Bildquelle FNB Gas
Ziel der Modellrechnung war, die nötige Infrastruktur für den Wasserstofftransport zu ermitteln. Wasserstoff wird in der Studie gleichermaßen als Energieträger, Rohstoff und Speichermedium betrachtet und in den Branchen Stahl, Chemie, Raffinerien, Verkehr, Wärme und Energie eingesetzt. In einer szenariobasierten Netzsimulation für 2050 wurden dazu die Ein- und Ausspeisepunkte, Produktionsmengen und Industriestandorte modelliert.
Für 2030 kommt die Simulation auf eine Länge von 5.100 km. Davon könnten 3.700 km durch die Umstellung von Gasleitungen entstehen. Bis zum Jahr 2050 soll das H2-Netz dann auf mehr als die doppelte Länge erweitert werden. Von den dann 13.300 km wären rund 11.000 km aus umgestellten Gasleitungen darstellbar.
Die auf Basis strömungsmechanischer Simulationen geplanten Netze für die Jahre 2030 und 2050 passen zu den angekündigten Wasserstoffprojekten des Marktes und den Vorhaben der Bundesregierung. Ein wesentlicher Teil der vorgesehenen Wasserstoffleitungen könnte durch eine Umstellung von vorhandenen Erdgasleitungen entstehen. Den H2-Gesamtbedarf für Deutschland schätzt die FNB Gas für das Jahr 2030 auf 71 TWh und für 2050 auf 504 TWh.
Wasserstoff ist vielseitig einsetzbar
Der Wasserstoffbedarf ergibt sich durch den Betrieb von Direktreduktionsanlagen anstelle von Hochöfen und den Ersatz von Methan oder Öl als Ausgangsstoffe in chemischen Produkten. Auch die Umstellung von Zügen und LKW auf Wasserstoffantrieb sowie die Erzeugung von Strom bei Bedarfsspitzen steigern die Nachfrage.
Die Investitionskosten für den Wasserstofftransport per Pipeline bis zum Jahr 2050 schätzt FNB Gas auf 18 Mrd. Euro. Nicht berücksichtigt seien dabei Kosten zur Umstellung von Speicherinfrastruktur, für Offshore-Leitungen oder auch Leitungen für die Anbindung von Erzeugungsanlagen und zu einzelnen Verbrauchern.
Investitionsvorhaben in der Planung
Zusätzlich zu den Berechnungen der Netzkapazitäten haben die Fernleitungsnetzbetreiber im Rahmen des Netzentwicklungsplans Gas 2022-2032 die bestehenden Investitionspläne des Marktes ermittelt. Dabei haben sich rund 250 Wasserstoffprojekte zwischen den Projektträgern und den FNB durch Absichtserklärungen (MoU) zum Kapazitätsbedarf und einer Inbetriebnahme ergeben.
„Jetzt, da eine Vielzahl von Projektträgern eine Umsetzungsabsicht konkret nachgewiesen hat, können wir die notwendigen Umstellungen von Erdgasleitungen auf Wasserstoff, den Neubaubedarf von Wasserstoffleitungen sowie erforderliche Verstärkungsmaßnahmen im Erdgasnetz konkretisieren,“ erläutert Inga Posch, Geschäftsführerin der FNB Gas. In der Summe ergebe sich daraus ein Wasserstoffbedarf von 165 TWh. Diese Projekte sollen im Netzentwicklungsplan Gas 2022-2032 abgebildet werden.
Markthochlauf mit blauem und grünem Wasserstoff
Die zwölf Mitglieder der FNB Gas gehen aufgrund der benötigten Mengen an Wasserstoff davon aus, dass dieser sowohl aus erneuerbaren Energien als auch aus Erdgas erzeugt wird. „Voraussichtlich wird der grüne Wasserstoff zunächst nicht ausreichen, um den bis dahin bestehenden Bedarf zu decken und einen schnellen und bezahlbaren Markthochlauf zu erreichen,“ so Gößmann.
Technologieoffenheit sei außerdem wichtig, um die vorhandene Gasinfrastruktur neben Wasserstoff auch für weitere klimaneutrale Gase wie Biogas oder synthetisches Methan zu nutzen. Damit könnte zusätzlich und schnell umsetzbar über alle Sektoren CO2-reduziert werden. „Um eine H2-Readiness der Gasinfrastruktur voranzutreiben, brauchen wir attraktive Investitionsbedingungen sowie eine gemeinsame Regulierung und Netzplanung für Gas und Wasserstoff“, fordert Gößmann.
Neben der Nutzung als Rohstoff und Energieträger eignet sich Wasserstoff insbesondere für die Speicherung von Energie in unterirdischen Kavernen. Deutschland verfügt im weltweiten Vergleich über die viertgrößten Speicherkapazitäten für Erdgas. Nach Abschätzung von FNB Gas wären Salzkavernen und damit rund die Hälfte der heutigen Erdgasspeicher auch für die Speicherung von Wasserstoff geeignet.
Der Beitrag in gesamter Länge ist in der Ausgabe 1/2022 der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft erschienen.
Bildquelle: FNB Gas