Mehr als eine Idee: Wasserstoff anstelle von Erdgas

Für die einen ist das Gasnetz die Basis für eine CO2-neutrale Wirtschaft. Für die anderen ist es ein Relikt aus dem fossilen Zeitalter, das sie lieber heute als morgen hinter sich lassen möchten. Tatsächlich gibt es für beide Positionen gute Argumente, wie auf der Handelsblatt Jahrestagung Gas 2021 deutlich wurde. Bekannt sind vor allem die Einsparziele für die CO2-Emissionen in den nächsten Jahren. Der Weg dorthin führt in großen Teilen durch unbekanntes Terrain.

Es ist ein Fakt, über den das Mutterland der Energiewende vielleicht lieber hinweg sehen würde: Auch nach über 20 Jahren Förderung der erneuerbaren Energien wird die Energieversorgung in Deutschland wesentlich durch fossile Energien gedeckt. Im ersten Halbjahr 2021 war Erdgas in Deutschland der wichtigste Primärenergieträger, gefolgt von Mineralöl. Strom aus erneuerbaren Energien belegte Platz 3, wobei die Produktion aus Wind im ersten Halbjahr 2021 nach Angaben des Statistischen Bundesamtes um 21 % niedriger als im stürmischeren Vorjahr.

Die Dimension des Gasverbrauchs in Deutschland ist ein Grund, weshalb viele Branchenvertreter davon ausgehen, dass auch in Zukunft weiterhin Gas durch das 511.000 km lange Netz strömen wird. Flexible Gaskraftwerke können die Stromversorgung absichern und so wetterbedingte Produktionsschwankungen der erneuerbaren Energien ausgleichen. Die Sicherheit der Stromversorgung lässt sich derzeit ohne Gas nicht vorstellen.

Heute Erdgas, übermorgen Wasserstoff – und morgen?

Bis 2045 – dem Jahr der Klimaneutralität – ist nicht mehr lange hin, daher lastet auf der Planung der künftig benötigten Infrastruktur ein enormer Zeitdruck. Ludwig Möhring, Bundesverband Erdgas, Erdöl und Geoenergie (BVEG), unterstütze in der Online-Debatte die Zielsetzung einer Klimaneutralität und forderte, die Umsetzung zu gestalten. Er erwartete eine stärkere Elektrifizierung, vermisste aber eine Debatte über die Rolle von Gas im Wärmemarkt und in der Stromerzeugung. Das derzeitige Narrativ ermögliche keinen Weg zu einer Transformation.

Wie die Gasinfrastruktur in Zukunft genutzt werden kann, ist Gegenstand intensiver Diskussionen. In einer dekarbonisierten Wirtschaft soll Erdgas langfristig durch Wasserstoff ersetzt werden, der ebenfalls über ein Pipelinesystem transportiert werden könnte. Ob dieses künftig benötigte Leitungssystem allerdings mit dem heutigen vergleichbar ist, ist noch offen. Denn es lässt sich schwer prognostizieren, in welchem Maße Haushalte und Industriezentren Wasserstoff nutzen werden.

Von Erdgas zu Wasserstoff – mehr als ein Austausch der Moleküle

Wasserstoff, der über einen Elektrolyseur aus erneuerbarem Strom produziert wird, gilt als Königsweg einer künftigen Energiesystems. Klarer Vorteil ist die CO2-freie Energie mit hoher Dichte. Wasserstoff lässt sich ähnlich nutzen wie Erdgas, ist aber als Rohstoff um ein vielfaches teurer und stellt höhere Anforderungen an die Sicherheit. Ob die privaten Verbraucher künftig mit Wasserstoff heizen oder sich preiswertere Alternativen suchen, ist offen. Je nach Einschätzung wird Wasserstoff als Champagner oder Mineralwasser der Energiewende gesehen.

Im Prinzip lässt sich das Gasnetz auch für eine Beimischung von Wasserstoff nutzen. Dadurch lässt sich der Energiegehalt des Gases erhöhen – bei gleichzeitig geringeren CO2-Emissionen. Die bedeutet allerdings einige technische Veränderungen, um den Eigenschaften des Wasserstoffs Rechnung zu tragen.

So benötigt der Transport des trägeren Wasserstoff im Vergleich zu Erdgas deutlich mehr Energie. Evgeniy Grin, PJSC Gazprom aus St. Petersburg, Russland, erläuterte, dass eine Beimischung von Wasserstoff mehr als viermal soviel Energie benötige, um auf einen Druck von 80 bar zu bekommen. Beimischungen seien auch aus einem anderen Grund problematisch: Viele Kunden benötigten reines Erdgas. Grin warnte zudem vor technischen Risiken von Lekagen, da das Pipelinesystem nicht dafür ausgelegt sei.

Transport von Erdgas und Wasserstoff im Vergleich

Auf der Suche nach Lösungen

Es gibt einige Antworten auf die vielen offenen Fragen des künftigen Energiesystems: Eine Strategie setzt auf maximale Offenheit. Neue Gaskraftwerke sollen grundsätzlich Wasserstoff-Ready sein, d.h. solange Erdgas verfügbar ist, sollen sie mit Erdgas laufen. Steht Wasserstoff zur Verfügung könnten sie auch den Strom aus Wasserstoff erzeugen. Roger Miesen, RWE Generation SE gibt allerdings zu bedenken, dass die Wasserstoffkraftwerke durch eine Wasserstoffpipeline versorgt werden müssten, die es heute noch nicht gebe. Ohnehin sei unklar, ob sich die Investition in ein Gaskraftwerk rechne, wenn dies nur als Back-up für fehlenden Strom aus Photovoltaik und Windanlangen in Betrieb sei.

Jochen Homann, Bundesnetzagentur, betonte die Bedeutung einer gründlichen Planung eines Wasserstoffnetzes. Diese hänge davon ab, wo der Wasserstoff eingesetzt werde. Homann hob die Bedeutung einer systemischen Gesamtschau und von klaren Zielvorgaben hervor, wo der Wasserstoff eingesetzt werden soll. Er berichtete von zahlreichen Projekten zur Produktion von Wasserstoff. Sollten diese alle umgesetzt werden, würde das sogar die erwartete Nachfrage übersteigen.

Bildquellen: Zukunft Gas; Gasprom

www.veranstaltungen.handelsblatt.com/gas/

 

Klimaschutz auf der Straße: Anderer Brennstoff oder andere Mobilität?

Im Straßenverkehr entsteht viel CO2. Um das Fahren künftig klimafreundlicher zu gestalten, werden E-Fahrzeuge und Kraftstoffe auf Basis von grünem Wasserstoff entwickelt. Ob es damit aber möglich ist, die bisherigen Verbrennungsprozesse zu ersetzen, ist aus verschiedenen Gründen noch offen. Vielleicht muss sich auch die Mobilität insgesamt ändern. Im Forschungsprojekt Kopernikus entwickeln Wissenschaftler daher gemeinsam mit Bürgern und Unternehmen verschiedene Wege zu mehr Klimaschutz im Straßenverkehr.

Das Projekt Kopernikus wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und bearbeitet mit seinen vier Teilprojekten Ariadne, Ensure, P2X und Synergie unterschiedliche Schwerpunkte der Energiewende. Für den Verkehrssektor untersuchen die Forscher, welche Antriebsenergien es gibt und wie eine Verkehrsinfrastruktur aussehen könnte.

Mineralöl hat den größten Anteil am Primärenergieverbrauch

Deutschland importiert rund 70 des Primärenergiebedarfs. Davon ist etwa ein Drittel Mineralöl, das zu zwei Dritteln im Verkehrssektor landet und etwa 20 Prozent der deutschen Treibhausgasemissionen verursacht. Mit der heutigen Struktur des Energieverbrauch wird es nicht ausreichen, allein den Stromsektor klimaneutral zu gestalten. Auch der Verkehrssektor muss seine Verbrennungsprozesse verändern, um die Klimaziele zu erreichen.

Antriebswende: Autofahren ohne CO2

Um Emissionen im Straßenverkehr künftig zu vermeiden, wäre ein Weg, CO2-freie Energiequellen für die Mobilität zu nutzen. So geht das in den Teilprojekten ENSURE und P2X untersuchte Konzept einer Antriebswende davon aus, dass Fahrzeuge vermehrt mit grünem Strom und alternativen Kraftstoffen fahren. Allerdings wäre der Strombedarf für die heute geleisteten Fahrstrecken erheblich.

Stephan Rupp, stellvertretender Teilprojektleiter im Kopernikus-Projekt ENSURE und zuständig für die Geschäftsentwicklung Leistungselektronik bei der Maschinenfabrik Reinhausen macht die Dimension einer Elektrifizierung der Mobilität deutlich: „Das Stromnetz transportiert 600 Terawattstunden. Der Straßenverkehr hat einen Energiebedarf von 700 Terawattstunden, dieser ist also insgesamt größer als die gesamte Stromproduktion.“

Ob wirklich soviel Strom gebraucht wird hängt auch davon ab, welche Art der Motoren verwendet werden. Denn die Effizienz der verschiedenen Antriebssysteme ist sehr unterschiedlich. E-Fuels entsprechen im Prinzip den heutigen Kraftstoffen, werden aber nicht aus Erdöl, sondern aus grünem Wasserstoff hergestellt. Damit könnten vorhandene Motoren CO2-neutral werden.

Strom oder E-Fuels?

Wenn es darum geht, die Energie auf die Straße zu bringen, macht es einen Unterschied, ob die Fahrzeuge mit Strom oder mit E-Fuels fahren: „Ein batteriegetriebenes Fahrzeug wandelt annähernd die komplette elektrische Energie in Bewegungsenergie um. Ein Verbrennungsmotor, der mit E-Fuel befeuert wird, produziert überwiegend Wärme und nur zu ¼ Bewegungsenergie“, erläutert Rupp.

Bei einer kompletten Umstellung des heutigen Straßenverkehrs auf E-Fuels würden dann mit 700 TWh deutlich mehr Primärenergie in Form von Strom benötigt, als heute durch das Netz fließt. Bei einer direkten Nutzung von Strom kämen die Fahrzeuge hingegen mit rund 250 TWh Strom aus, hat Rupp errechnet. Gemessen an dem gegenwärtigen Strombedarf wären das etwa 50% mehr. Bei einem nächtlichen Ladevorgang wäre der Stromtransport auch mit der vorhanden Netzinfrastruktur zu schaffen.

Bisher ist unklar, wie die entsprechenden grünen Strommengen erzeugt werden können. Beim weiteren Ausbau von Solar- und Windanlagen zeichnet sich ab, dass die Flächen knapp werden. Aber auch bei den E-Fuels ist noch nicht absehbar, wie diese in großem Stil produziert werden. Grüner Wasserstoff oder daraus gewonnene synthetische Kraftstoffe existieren bisher in Konzepten und Modellversuchen, aber nicht als Wirtschaftszweig.

Verkehrswende: Mobilität mit anderen Mitteln

Die Betrachtung der Antriebsenergie ist allerdings nur ein Weg, um CO2 im Verkehrssektor zu vermeiden. Ein alternativer Ansatz einer Verkehrswende konzentriert sich auf eine Mobilitätswende im Sinne von Verhaltensänderungen. Im Teilprojekt Ariadne wird untersucht, ob die Bevölkerung bereit wäre, mit dem Fahrrad oder dem öffentlichen Personennahverkehr anstelle vom Auto zu fahren und wie der richtige Rahmen dafür aussehen könnte.

Die Wissenschaftler befragen dazu jährlich 6.800 Menschen in Deutschland, um Anliegen und Bewertungen der Bürger zur Strom- und Verkehrswende einzufangen. Fast 80 Prozent der Teilnehmenden sehen die Transformation als Gemeinschaftsaufgabe, bei der jeder Mensch einen Beitrag zum Gelingen leisten sollte. Mehr als die Hälfte der Menschen beschreibt die Umsetzung der Energiewende jedoch als teuer oder bürgerfern und wünscht sich mehr Tempo.

Bildquelle: Ariadne

Außerdem diskutierten rund 90 zufällig ausgewählte Bürger bei digitalen Treffen, was ihnen bei einer Verkehrswende wichtig ist. Ein Ergebnis: Die Bürger empfinden die Notwendigkeit einer Verkehrswende. Ihre eigene Möglichkeiten daran teilzunehmen, erleben sie aber als sehr begrenzt, vor allem wegen der bestehenden Infrastruktur. Dazu gehört sowohl die Situation von Straßen und Radwegen vor Ort als auch die persönliche Situation im Sinne eines „Ich würde ja anders wollen, wenn ich nur könnte“.

Wenn die Infrastruktur da ist – wird sie genutzt

Die Infrastruktur ist damit ein wichtiger Ansatzpunkt, um den Straßenverkehr zu gestalten: „Wenn wir Straßen bauen, fahren die Menschen mehr Auto. Doch wenn wir Radwege bauen, dann fahren sie auch mehr Fahrrad. Das Gefühl der Leute, dass die Infrastruktur ihr Handeln beeinflusst, ist durch Daten belegbar. Zudem ist es belegbar, dass Menschen schnell bereit sind, ihr Transportmittel zu wechseln,“ erläutert Arwen Colell, Politik-Analystin des Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC Berlin), die Ergebnisse des Kopernikus-Projekts Ariadne.

Andererseits zeigt sich in den Befragungen auch ein klarer Wunsch nach einer Verkehrswende ohne Verhaltensänderung. Florian Koller, Wissenschaftlicher Mitarbeiter des Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und ebenfalls für das Kopernikus-Projekt tätig, verweist auf die Trägheit des Verhaltens: „Das Mobilitätsverhalten ist sehr routiniert. Selbst wenn die Einstellung stimmt und das Umweltbewusstsein da ist, bedeutet das nicht, dass die Menschen ohne geänderte Rahmenbedingungen auch ihr Verhalten ändern. “

Insofern steht Koller einer Mobilitätswende eher skeptisch gegenüber: „Wir sehen in den in Ariadne genutzten Modellen, dass die direkte Elektrifizierung im Verkehrssektor für den Zeitraum bis 2030 das größte Potenzial für CO2-Einsparung hat. Danach ergeben sich Potenziale auch für die indirekte Elektrifizierung, z.B. durch Wasserstoff.“

Deutlich wurde in den Untersuchungen auch, dass das Auto des Deutschen liebstes Kind ist. Es steht für Freiheit und Mobilität. Aber auch das Gegenteil ist richtig: Nach einer aktuellen Umfrage erleben viel Befragte gerade den Verzicht auf das Auto als ein Gewinn von Freiheit. Auch darin könnte eine Chance für eine Mobilitätswende liegen.

Unabhängig von mehr Klimaschutz haben die Bürger Hoffnungen, dass eine Verkehrswende ihre Lebensqualität verbessert. Die Erwartungen richten sich auf weniger Lärm, bessere Luft und kürzere Wege durch kompaktere Siedlungsstrukturen. Zudem wünschen sich viele Bürger einen besseren öffentlichen Nahverkehr, eine Fahrradinfrastruktur sowie die Möglichkeit zum Carsharing.

Die Ergebnisse des „Sozialen Nachhaltigkeitsbarometers 2021“ sind auf ariadneprojekt.de online verfügbar.

 

Energiepolitik in der nächsten Legislatur: Entscheidend ist der Ausbau der Enerneuerbaren

Die Spitzenkandidaten von SPD, FDP, Bündnis90/DIE Grünen, CDU positionieren sich im BDEW-Talk zur Energiepolitik. Nicht im Bild: Teilnehmer Armin Laschet. Bildquelle: BDEW

Geht die Energiewende in der nächsten Legislaturperiode weiter? Viel hängt davon ab, ob es gelingt, Solar- und Windanlagen in kurzer Zeit massiv auszubauen und internationale Wasserstofflieferungen zu erschließen. In einer Diskussionsrunde auf Einladung des Bundesverbandes der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) zeigten die Spitzenkandidaten von CDU, SPD, Bündnis 90/Die Grünen und FDP große Einigkeit darin, ein klimaneutrales Deutschland bis 2045 zu erreichen. Der vollständige Beitrag ist in der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft, Ausgabe 7-8, erschienen.

Die Energiebranche ist stärker als andere Wirtschaftszweige von der Dekarbonisierung betroffen. BDEW-Präsidentin Marie-Luise Wolff sieht ihre Verbandsmitglieder in der Rolle als Umsetzer. Entscheidend sei aber, dass die richtigen politischen Weichen in der nächsten Legislatur gestellt würden. Allein die Festlegung der Klimaneutralität auf das Jahr 2045 reduziere noch kein CO2. Wolff: „Wir brauchen einen Boom sowohl beim Wind- als auch beim Photovoltaikausbau!“

Standorte für Windanlagen

Die Kanzlerkandidatin von Bündnis 90/Die Grünen, Annalena Baerbock, empfahl, mehr Windkapazitäten auszuschreiben und auch nicht ganz so windhöffige Standorte in Süddeutschland bei der Vergabe zu berücksichtigen. Für Neubauten müsse es eine Pflicht zur Installation einer Photovoltaikanlage geben. Eine eigene Stromerzeugung mache in Relation zum gesamten Bauvorhaben nur einen geringen Teil der Kosten aus und würde sich bereits nach acht Jahren rentieren.

Zielkonflikt Natur- und Artenschutz

Um den Ausbau von erneuerbaren Energien zu beschleunigen, schlug Christian Lindner, FDP, vor, die bestehenden Zielkonflikte beim Natur- und Artenschutz und auch beim Verbandsklagerecht aufzulösen. Olaf Scholz, SPD, sprach sich ebenfalls für Änderungen beim Baurecht und Artenschutz aus. Zudem sollten nach dem Vorschlag seiner Partei die Bundesländer 2 Prozent ihrer Landesfläche für den Ausbau der Windenergie bereitstellen.

Genehmigungsverfahren Zu Langwierig

Für den BDEW liegt das Problem weniger an fehlenden Investitionsplänen als vielmehr in der Durchführung. Ein Boom gelinge nur mit vereinfachten Planungs- und Genehmigungsverfahren und der Ausweisung zusätzlicher Flächen für Windräder und Photovoltaikanlagen, gab Wolff zu bedenken. „Mindestens genauso wichtig ist der Ausbau der Energieinfrastruktur,“ so Wolff weiter, „hier brauchen wir einen nachhaltig wirkenden Regulierungsrahmen, für die notwendigen milliardenschweren Investitionen in die Netzinfrastruktur.“

Armin Laschet war der Diskussionsrunde über Video zugeschaltet. Er betonte, wie dringend die Energiewende beschleunigt werden müsse. Die Erfahrungen aus der Pandemie hätten gezeigt, welche Veränderungen möglich seien.

Gaskraftwerke weiterhin benötigt

Gas soll noch auf absehbare Zeit Teil des Energiemixes bleiben. Der SPD-Spitzenkandidat geht davon aus, dass weiterhin neue Gaskraftwerke benötigt werden, um die Flexibilität bei der Stromerzeugung zu sichern. Auch Baerbock sieht im Energieträger Gas eine Brückentechnologie, verweist aber darauf, dass eine Brücke endlich sei. Konkret bedeute das, neue Gaskraftwerke so zu planen, dass sie auch mit Wasserstoff befeuert werden können.

Importbedarf von Wasserstoff

Die Umstellung der heimischen Energieerzeugung ist jedoch nur ein Teil der Antwort. Deutschland sei heute Energieimporteur und werde dies auch in Zukunft bleiben, zeigte sich Lindner überzeugt. Allerdings sollte künftig Wasserstoff anstelle von fossilen Brennstoffen importiert werden. Wasserstoff sollte möglichst viele Anwendungen finden: Der Energieträger sei nicht der Champagner sondern das Mineralwasser der Energiewende, führte Lindner aus. Er hob hervor, dass es dazu nötig sei, die unterschiedlichen Arten der Wasserstofferzeugung gleichermaßen zu nutzen.

Der Importbedarf von Wasserstoff sei nur mit international neuen Allianzen zu realisieren, betonte Laschet. Viele Länder arbeiteten an der Umstellung auf Wasserstoff – so auch die Mittelmeeranrainer und die arabische Welt. Ein Vorteil des Gas-Projektes Nordstream 2 sei, dass die Pipeline auf Wasserstoff umgestellt werden könne und so der Übergang in der Energieversorgung gesichert werde. Auch Lindner sprach sich für die Fertigstellung der umstrittenen Gasleitung aus.

Der vollständige Beitrag ist in der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft, Ausgabe 7-8, erschienen.

www.bdew.de

Video der Diskussionsrunde vom 17.6.2021: https://youtu.be/4MPoGtMy6m8

BDEW-Talk mit den Spitzenkandidaten unter Moderation von Marco Seiffert am 17.6.2021 in der Station-Berlin. Bildquelle: BDEW

Gasförderung rückwärts: CO2-Einspeicherung in unterirdische Lagerstätten

Kohlendioxid (CO2) in der Erdatmosphäre ist gefährlich für das Weltklima. Wie verhält es sich aber in unterirdischen Speicherstätten? Drei europäische Nachbarländer erproben einen Weg, der in Deutschland verboten ist. Im Interview für die Zeitschrift ET-Energiewirtschaftliche Tagesfragen erläutern Hugo Dijkgraaf, CTO und Klaus Langemann, Senior Vice President Carbon Management & Hydrogen, Wintershall Dea die unterschiedlichen Einschätzungen zur Abscheidung und Einspeicherung von CO2 – Carbon Capture and Storage (CCS).

CCS ist umstritten: Während Befürworter in Europa die Technologie für unbedingt notwendig halten, um die Klimaziele von Paris überhaupt erreichen zu können, fehlt es bei der deutschen Bevölkerung an Akzeptanz. Dies spiegelt sich auch im gesetzlichen Rahmen: Bis 2016 waren Versuchsanlagen gestattet. Inzwischen ist die dauerhafte Speicherung von CO2 im Boden in Deutschland untersagt.

Diese negative Bewertung der CO2-Speicherung wird nicht überall geteilt. Das international tätige Unternehmen Wintershall Dea beobachtet, dass CCS auf der Agenda von sehr vielen Ländern ist. Auch die EU-Kommission ist überzeugt, dass sich die gesetzten Klimaziele ohne CCS gar nicht erreichen lassen. CCS wird insbesondere deshalb als notwendig angesehen, weil prozessbedingte Emissionen der Stahl- und Zementindustrie auf anderem Wege schwer vermeidbar sind. Auch lässt sich der sogenannte blaue Wasserstoff durch CO2-Abscheidung aus Erdgas gewinnen.

Hugo Dijkgraaf, Winterhall Dea Bildquelle: Wintershall Dea/Ludwig Schöpfer

Hugo Dijkgraaf, CTO und Klaus Langemann beschäftigen sich bei Wintershall Dea mit der Einspeicherung von CO2.  Das Unternehmen ist  Miteigentümer des seit vielen Jahren produzierenden Ölfeldes Nini West. Unter dem Projekt Greensand soll die ausgeförderte Lagerstätte künftig in einen CO2-Speicher umgebaut werden. Das Ölfeld sei nach vielen Dekaden der Förderung sehr gut bekannt, berichtet Dijkgraaf. Die dort vorhandene Infrastruktur von Plattformen, Bohrlöchern und Unterkünften für die Mitarbeiter lasse sich weiter nutzen. Im letzten Jahr habe DNV GL zertifiziert, dass eine CO2-Injektion an diesem Standort möglich ist. Ziel sei, in den nächsten zehn Jahren 500.000 Tonnen jährlich dort einzuspeichern.

CCS – ein neuer Name für erprobte Verfahren

Die Skepsis der Bevölkerung entstehe aus dem Missverständnis, dass CCS keine neue Technologie sei, sondern seit vielen Jahren erprobt, sicher und zuverlässig. Die Öl- und Gasbranche habe mehr als 100 Jahre Erfahrung damit, wie 300 Millionen Jahre alte Öl- und Gasvorkommen aus dem Boden gefördert werden. Die Injektion von CO2 sei quasi der umgekehrte Weg, erläutert Dijkgraaf.

Die Eigenschaften des CO2-Speichers seien vergleichbar mit Öl- oder Gasfeldern, betont Langemann. Benötigt werde ein Gestein mit einer gewissen Durchlässigkeit, so dass Wasser verdrängt und CO2 eingespeichert werden kann. Außerdem werde eine Deckschicht zum Abdichten z.B. aus Salz oder aus Schiefer benötigt. Das CO2 werde sich im Laufe der Jahrhunderte zu einem Carbonatgestein mineralisieren. Das sei dann zwar nicht ganz Marmor, aber ähnlich.

Geschäftsmodell CO2-Speicherung in den Niederlanden

Im Gegensatz zu Deutschland ermöglich der Rechtsrahmen in den Niederlanden CCS als Geschäftsfeld zu entwickeln. Das niederländisches Joint Venture von Wintershall Dea fördert Gas mit etwa 20 Offshore-Plattformen in der Nordsee. Viele dieser Quellen werden in den nächsten Jahren versiegen, so Dijkgraaf. Da biete es sich an, diese Infrastruktur für die Speicherung von CO2 zu nutzen. Von Vorteil sei zudem, dass die niederländischen Industriezentren an der Küste zwischen Rotterdam, Den Haag und Amsterdam liegen und teilweise über Pipelines mit den Plattformen verbunden sind.

Klaus Langemann, Wintershall Dea, Bildquelle: Wintershall/Ingmar Nolting

Die Niederlande haben selbst einen hohen Bedarf, CO2-Emissionen einzuspeichern, ergänzt Langemann. Ganz anders sei die Situation in Norwegen, dessen eigene CO2-Emissionen gering sind. Dort gebe es große CO2-Speichermöglichkeiten in sogenannten salinaren Aquiferen. Aquifere sind geologische Lagerstätten wie sie für Öl und Gas vorkommen, allerdings mit dem Unterschied, dass sich dort keine Öl- oder Gasvorkommen gesammelt haben. Eines der bekanntesten Projekte sei das Northern Lights Projekt, wo CO2 aus der Zementproduktion in Brevik eingelagert werde. Weitere CO2-Mengen könnten aus anderen Ländern Europas per Schiff nach Norwegen angeliefert werden und dann in den Speicher verbracht werden.

Langfristige Verantwortung noch offen

Offen sei die Frage, wer die langfristige Verantwortung für das gespeicherte CO2 trägt, betont Langemann. Aus seiner Sicht ist klar, dass dies kein privatwirtschaftliches Unternehmen langfristig übernehmen kann. Zudem war es bis 2019 in der EU verboten, CO2 zu verschiffen. Inzwischen ist der Export von CO2 möglich, wenn ein bilateraler Vertrag zwischen dem emittierenden Land und dem Speicherland vorliegt.

Dijkgraaf hofft, dass auch die Deutschen die klimapolitische Notwendigkeit und die Vorteile dieser Technologie realisieren werden. Kurzfristig ist er wenig optimistisch, dass sich der gesetzliche Rahmen in Deutschland für CCS ändern wird. Zumindest wird das Gesetz zur Demonstration der dauerhaften Speicherung von Kohlendioxid (KSpG) regelmäßig evaluiert. Die nächste Überprüfung steht Ende 2022 an.

Das vollständige Interview ist in ET 5/2021 erschienen.

www.wintershalldea.com

 

 

Ein Blick auf die Details: Nachhaltigkeit innerhalb des Gassystems

Andreas Hoffknecht, Geschäftsführer der Energienetze Mittelrhein,  Foto: evm/Matthias Brand

Wenn Gasversorger ihre Strategie sich auf den Klimaschutz ausrichten, ist das weniger sichtbar als der Bau von Wind- und Photovoltaikanlagen zur Stromerzeugung.  Aber auch hier kommen digitale Technologien zum Einsatz und verändern den Betrieb. Im Interview für die Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft erläutert Andreas Hoffknecht, Geschäftsführer der Energienetze Mittelrhein, der Netzgesellschaft in der evm-Gruppe, wie das Gasnetz mit Blick auf 2040 weiterentwickelt wird.  

Die Strategie der evm-Gruppe ist eher unauffällig, aber ein Beispiel für die kontinuierliche schrittweise Neuausrichtung:  Der Energieversorger beliefert in den rheinischen Mittelgebirgen Eifel, Hunsrück und Westerwald sowie im Mittelrheintal seine Kunden mit Strom, Gas, Wasser und Telekommunikationsdienstleistungen. Das Unternehmen betreibt  dabei keine repräsentativen Leuchtturmprojekte, sondern passt den Unternehmensalltag sukzessive an die Anforderungen des Klimaschutzes an.

Digitalisierung auf der Montage

Foto: Sascha Ditscher / ditscher.de

Mit den Möglichkeiten der Digitalisierung verändert sich der Unternehmensalltag.  Hoffknecht berichtet von sehr positiven Erfahrungen, Beispielsweise bei der Nutzung von speziellen Helmen für Netzmonteure, die mit Kamera und Display ausgestattet wurden. Dadurch können jüngere Monteure vor Ort  durch ältere Mitarbeiter in der Zentrale unterstützt werden.

Simulation der Druckstufen

Eine Innovation, die die Arbeit grundlegend verändert habe, sei zudem der Aufbau einer Gasnetzsimulation gewesen. Damit ist es möglich, die gesamten rund 6.500 km Leitungen über alle Druckstufen zu simulieren. Durch die Simulation lasse sich bei Veränderungen im Netz schnell abschätzen, ob neue Leitungen erforderlich werden. Bis das neue System genutzt werden konnte hat das Unternehmen innerhalb von vier Jahren Projektarbeit einen sechsstelligen Betrag in die Digitalisierung investiert und die Messungen mit dem TÜV kalibriert. Sehr schnell seien siebenstellige Investitionskosten und sechsstellige jährliche Betriebskosten gespart worden.

Simulation der Druckstufen im Gasnetz, Quelle: evm

BHKW und Biogasanlagen

Die Umsetzung der Energiewende ist in der Unternehmensstrategie seit 20 Jahren sukzessive entwickelt worden. Eine erste Maßnahme sei eine Erdgasentspannungs-turbine und ein nachgelagertes Blockheizkraftwerk gewesen. Die Anlage könne in Zeiten mit geringerem Gasverbrauch wie in den Sommermonaten, elektrische Energie erzeugen und ins Stromnetz einspeisen. Durch die Kopplung kann das Gasnetz ganzjährig mit maximalem Durchsatz gefahren werden, berichtet Hoffknecht.

Ein weiterer Schritt seien Investitionen in  Biogasanlagen  gewesen: In Boppard-Hellerwald ist 2012 die erste Anlage in Betrieb gegangen, erläutert Hoffknecht. Seit 2018 speise eine weitere in der Ortsgemeinde Plaidt ein. Demnächst nehme eine dritte Anlage im Westerwald den Betrieb auf. Als wichtigen strategischen Schritt bewertet Hoffknecht  die Beteiligung an einem Pilotprojekt der Thüga : „Von 2012 bis 2016 haben wir gemeinsam eine Power-to-Gas-Anlage betrieben und Knowhow und Erfahrungen mit dieser Technologie gesammelt. Wenn die Rahmenbedingungen einen wirtschaftlichen Betrieb erlauben, wird auch die evm-Gruppe eigene Power-to-Gas-Anlagen aufbauen.“

Erdgasbusse in Koblenz

Bei der Mobilität ist das Unternehmen ebenfalls aktiv: In Koblenz wurde eine große Erdgastankstelle aufgebaut und seit dem Winterfahrplan 2020/2021 ist auch eine neue Erdgasbusflotte in Betrieb. „In Koblenz wurden zunächst auch Elektrobusse getestet, die aber mit der Tallage der Stadt nicht so gut zurecht kamen. Im Schwerlastverkehr ist Gas auf jeden Fall ökonomisch und ökologisch sinnvoll. Im privaten Bereich wird der Fokus hingegen auf den Elektrofahrzeugen liegen,“ ist Hoffknecht überzeugt.

Heizungsumstellung: Von Öl zu Gas

Die Landbevölkerung in der Region orientiere sich zunehmend in Städte wie Koblenz, Mayen und Montabaur. Das sei in der Erneuerungs- und Erweiterungsstrategie für das Gasnetz 2040 berücksichtigt worden. Ziel sei es,  das Netz weiter zu verdichten. Aus der Umstellung von alten Ölheizungen auf Gasheizungen werde zusätzliche Nachfrage erwartet. Auch wenn nur ein Teil der 60.000 möglichen Kunden ein Gasanschluss beantrage, seien das relevante Größenordnungen, die zu den derzeitigen 180.000 Abnehmern hinzukommen werden.

Gasanschlüsse gefragt

Während es beim Netzausbau im Strombereich viel Widerstand in der Bevölkerung gibt, würden Gasnetze von der Bevölkerung außer bei temporären Baustellen kaum wahrgenommen. Insgesamt ist der Zuspruch sehr hoch. In den 255 Kommunen, die der evm die Konzession erteilt haben, bestehe ein hohes Interesse weitere Bürger anzuschließen, so dass es sogar zu Wartezeiten bei den Anschlüssen komme.

All-Electric-Society ist kein Allheilmittel

Unabhängig von diesen Weiterentwicklungen muss sich das Unternehmen auch die Frage stellen, welche Zukunft Erdgas als fossiler Energieträger hat. Für Hoffknecht ist klar, dass eine All-Electric-Society kein Allheilmittel für die Energiewende ist. In einem Projekt der Deutschen Energie-Agentur (dena) zur integrierten Energiewende sei erarbeitet worden, wie wichtig es ist, technologieoffen an die Energiewende heranzugehen. Gas werde weiterhin im Wärme- und Verkehrssektor benötigt. Im Rahmen der Dekarbonisierung sei klar, dass das klassische Erdgas mittelfristig durch andere synthetische Gase, Biogas und Wasserstoff ersetzt werde.

Der Aufbau eines Wasserstoffnetzes werde in den nächsten Jahren viel Raum einnehmen. Die Bundesregierung habe die Nationale Wasserstoffstrategie vorgegeben und nun müssten die Unternehmen die richtigen Schritte umsetzen. Die Netze seien dabei der Dreh- und Angelpunkt. Die Leitungen seien vorhanden, müssen aber H2-Ready gemacht werden.

Das vollständige Interview ist in EW 2/3 -2021 erschienen.

Bildquelle: evm-Gruppe

http://www.evm.de

 

Ehrgeizige Ziele und der Weg dorthin

Deutschland hat sich beim Klimaschutz ehrgeizige Ziele gesetzt. Das Wort „ehrgeizig“ signalisiert, dass der Weg dorthin einiger Anstrengung bedarf. In einer gemeinsamen Studie haben sechs Institute nun veranschaulicht, was diese Zielsetzung für Wirtschaft und Gesellschaft in den kommenden 30 Jahren bedeutet. Ein ausführlicher Bericht ist dazu in der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft 11-12/2020 erschienen. 

Indikatoren eines klimaneutralen Deutschlands

Das Szenario Klimaneutral 2050 gibt an, wie sich der Energieverbrauch verändern muss, um CO2-Emissionen zu vermeiden. Bildquelle: Agora Energiewende

Nach den Berechnungen der Studie „Klimaneutrales Deutschland” im Auftrag von Agora Energiewende, Agora Verkehrswende und der Stiftung Klimaneutralität und durchgeführt von Wuppertal Institut, Prognos und Öko-Institut wird Strom langfristig zum zentralen Energieträger in allen Sektoren.

Dadurch werde der Stromverbrauch deutlich steigen.  Die Berechnungen ergeben, dass der Bruttostromverbrauch bis 2030 von 592 Terawattstunden im Jahr 2018 auf 643 Terawattstunden steigen werde. Für das Jahr 2050 gibt die Studie einen Bruttostromverbrauch von 962 Terawattstunden an.

Anstieg des Stromverbrauchs bis 2050

Bis 2030 wird der Stromverbrauch deutlich steigen. Bildquelle: Agora Energiewende

Deutlich mehr Solar- und Windanlagen

Ziel der Szenarien ist der Aufbau eines auf erneuerbaren Energien basierenden Stromsystems, das im Jahr 2050 mindestens 50 Prozent mehr Strom produziert als heute. Dazu sind deutlich höhere Investitionen in die Stromerzeugung nötig als bisher:  So wird 2030 mit 150 GW dreimal soviel installierte Photovoltaik-Leistung benötigt, wie derzeit. Auch die Kapazität für Windanlagen an Land muss danach von derzeit 54 GW auf 80 GW bis 2030 zunehmen. Auf See werde ein Anlagenbestand von 25 GW benötigt. Derzeit sind 8 GW vorhanden.

Wasserstoff als Stromspeicher und für Industrieprozesse

Wasserstoff sollte vor allem für die Speicherung von erneuerbaren Energien und bei der Verstromung in Gaskraftwerken zum Einsatz kommen. Vorrangig sollte Strom direkt genutzt werden, um hohe Energieverluste durch eine Umwandlung zu vermeiden. Wasserstoff anstelle von Kokskohle und bis 2050 auch als Ersatz für Erdgas könne den CO2-Ausstoss der Industrie drastisch senken.

Elektrisch unterwegs auf Straße und Schiene

Auf der Straße soll Strom wichtigster Energieträger werden. Bis 2030 müssten nach den Berechnungen 14 Millionen elektrische Fahrzeuge unterwegs sein. Dabei sollte auch im LKW-Verkehr ein Drittel der Fahrleistung bis 2030 mit elektrischen Antrieben erbracht werden. Der Schienengüterverkehr wächst im Modell bis 2030 um 44 Prozent. Für 2050 gehen die Berechnungen davon aus, dass jeweils ein Drittel des Straßengüterverkehrs über Batterien, Oberleitungen und Brennstoffzellen angetrieben wird. Begleitende Maßnahmen sind eine Steigerung des Rad- und Fußverkehrs sowie Pooling-Konzepte für PKW.

Energetische Sanierung von Gebäuden und Stromheizung

Im Gebäudebereich wird in der Studie eine energetische Sanierung mit der Nutzung von Heizstrom bis 2050 kombiniert. Es ergibt sich eine um 50 Prozent höhere Sanierungsrate von rund 1,6 Prozent. Bereits 2030 solle danach in sechs Millionen Gebäuden mit Wärmepumpen geheizt werden. Der Verbrauch für Raumwärme und Warmwasser verringert sich nach den Berechnungen bis 2050 um 36 Prozent im Vergleich zu 2018.

Vermeidung von Methanemissionen in der Landwirtschaft

Der Landwirtschaftssektor soll bis 2030 Methanemissionen aus Gülle verringern und in Biogasanlagen vergären. Auch eine Verringerung der Tierbestände könne zur Reduktion von Treibhausgasen beitragen. Beim Anbau sollten Kulturarten mit geringerem Stickstoffbedarf gewählt werden. Methanemissionen aus der Abfall-Deponierung sollen durch Belüftung bis 2030 sinken.

Reform der Energiebesteuerung nötig

Um die Klimaziele zu erreichen, empfiehlt die Studie einen Mix aus marktbasierten Anreizen, Förderung und Ordnungsrecht. Dazu gehöre eine umfassende Reform von Steuern, Abgaben und Umlagen auf Energie. Die aktuellen Preisstrukturen förderten die Nutzung von Erdöl und Erdgas.

Ein ausführlicher Bericht ist dazu in der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft 11-12/2020 erschienen.

Hier die Links zu den an der Studie beteiligten Instituten:

www.agora-energiewende.de

www.agora-verkehrswende.de

www.stiftung-klima.de

www.oeko.de

www.prognos.com

www.wupperinst.com