Global gedacht: Produktion von grünem Wasserstoff in großem Stil möglich

28. Mai 2021 / astridsonjafischer / Hinterlasse einen Kommentar

Günstige Standorte für die Produktion von grünem Wasserstoff

Wasserstoff muss keine Luftnummer werden. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) haben ermittelt, dass es mit der Perspektive 2050 weltweit ausreichend günstige Standorte für die Produktion von grünem Wasserstoff gibt. Ein Online-Tool bietet konkrete Informationen zu Produktionsbedingungen und Kosten für alle Länder im Vergleich.

Grüner Wasserstoff gilt als Lösung für viele offene Fragen der Energiewende. Allerdings bringt er selbst die grundlegende Frage mit sich, ob es überhaupt realistisch ist, entsprechende Mengen zu erzeugen. Hintergrund des Zweifels an einer Verfügbarkeit in großen Mengen, ist der hohe Energiebedarf eines Elektrolyseurs. Wird dieser mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben, bedeutet dies, dass zunächst große Mengen von Sonnen- und Windstrom erzeugt werden müssen.

Ein Gruppe von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE hat weltweit 600 Standorte für Power-to-X (PtX) analysiert und kommt zu einer optimistischen Einschätzung. Die Analyse hat ergeben, das außerhalb Europas langfristig etwa 109.000 Terrawattstunden flüssiger grüner Wasserstoff produziert werden kann.

Energieeffizienz, Elektrifizierung mit grünem Wasserstoff kombinieren

Grundsätzlich gehen die Wissenschaftler davon aus, dass Strom auch künftig prioritär direkt genutzt werden sollte. Für Anwendungen, in denen das nicht möglich ist, kann Wasserstoff fossile Energieträger ersetzen.

Rechnet man die zur Verfügung stehenden Mengen nach dem heutigen Anteil an der Weltbevölkerung auf Deutschland herunter, stehen 770 Terawattstunden Wasserstoff zur Verfügung. »Das genügt, um den verbleibenden Brenn- und Kraftstoffbedarf zu decken – vorausgesetzt, Energieeffizienz und direkte Stromnutzung haben jederzeit absoluten Vorrang«, erläutert Norman Gerhardt, Leiter Energiewirtschaft und Systemanalyse, Fraunhofer IEE.

Unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeitskriterien wie ausreichender Wasserverfügbarkeit und dem soziökonomischen Rahmen kommen viele Standorte für eine Wasserstofferzeugung in Betracht. Besonders günstige Standorte gibt es in den USA, Australien, Argentinien und Russland. Chile und Kanada weisen ebenfalls ein gutes Potenzial auf.

Auch näher an Europa gelegene Staaten wie Ägypten oder Libyen wären prinzipiell in der Lage, große PtX-Volumina zu liefern – und auch grünen gasförmigen Wasserstoff, da die Transportstrecken vergleichsweise kurz sind. In diesen Ländern seien die sozioökonomischen Bedingungen jedoch schlechter, so dass die Investitionsrisiken und damit die Finanzierungskosten höher wären.

Nachhaltigkeit für PtX-Standorte berücksichtigt

Untersucht wurde das Potenzial für Photovoltaik- und Onshore-Windanlagen in Kombination mit Elektrolyseuren und Transportmöglichkeiten für flüssigen Wasserstoff per Schiff. Ausgeschlossen wurden dabei Orte, an denen es zu Konflikten mit dem Naturschutz oder der Nahrungsmittelproduktion kommen könnte.

Der PtX-Atlas ist als interaktives online-Tool erschienen und steht kostenlos auf der Website des Projektes zur Verfügung. Die Arbeiten sind im Rahmen des Forschungsprojektes DeV-KopSys erfolgt, das durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit gefördert wurde. Der Überblick soll als Orientierung dienen, welche Regionen sich längerfristig zu Energieschwerpunkten entwickeln und über eine Energiepartnerschaft gefördert werden könnten.

Der PtX-Atlas ist ab dem 1. Juni 2021 online: https://devkopsys.de/ptx-atlas/

Bildnachweis: Fraunhofer IEE

Gasförderung rückwärts: CO2-Einspeicherung in unterirdische Lagerstätten

25. Mai 2021 / astridsonjafischer / Hinterlasse einen Kommentar

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

12. April 2021 / astridsonjafischer / Hinterlasse einen Kommentar

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

Jobs für den Klimaschutz: Gebäudesanierung sucht weiterhin Fachkräfte

1. Februar 2021 / astridsonjafischer / Hinterlasse einen Kommentar

Einer muss die Arbeit machen. Das gilt auch für den Klimaschutz und die energetische Sanierung von Gebäuden. Ein Grund für die bisher geringen Sanierungsraten sind fehlende Fachkräfte, die solche Arbeiten ausführen können. Nun könnte der wirtschaftliche Strukturwandel dafür sorgen, dass Arbeitnehmer aus anderen Branchen im Gebäudesektor einen neuen Job finden. Zu dieser Einschätzung kommen der Bundesverband für energieeffiziente Gebäudehülle (BuVEG) der Bundesverband Erneuerbare Energien (BEE). Grundlage ist eine Studie, die Auswirkungen der Corona-Pandemie für verschiedene Berufsgruppen untersucht hat.

Rund ein Drittel der gesamten Treibhausgasemissionen entsteht im Gebäudesektor. Die richtigen Böden, Wänden, Decken, Türen und Fenstern bieten die Möglichkeit, Energie einzusparen und damit CO2 zu vermeiden. Bisher wird aber nur wenig saniert. Im Gebäudesektor fehlt das qualifizierte Personal.

Das könnte sich ändern. Viele Berufsgruppen, die im Gebäudesektor gesucht werden, sind bisher in anderen Branchen tätig. Das Analyseunternehmen Prognos hat errechnet, dass in den Jahren 2021 und 2022 insgesamt rund 650.000 Arbeitsplätze aufgrund der Covid-19-Pandemie wegfallen werden. Der Gebäudesektor könnte dann für knapp ein Viertel dieser Arbeitslosen eine neue Perspektive bieten.

Der Gebäudesektor sucht Fachkräfte aus unterschiedlichen Bereichen.

Jan Peter Hinrichs: Arbeitsplätze im Gebäudesektor bieten eine Chance. Bildquelle: BuVEG

„Trotz des Wegfalls von Jobs durch Corona ist es erfreulich, dass Arbeitsplätze der Zukunft, die nachhaltig und sicher sind, eine Chance bieten“, so Jan Peter Hinrichs, Geschäftsführer des BuVEG. Sowohl im Rahmen des europäischen Green Deal als auch im Klimaschutzgesetz der Bundesregierung spiele der Gebäudesektor eine maßgelbliche Rolle bei der Reduktion von CO2-Emissionen.

Besonders deutlich wirkt sich der Strukturwandel im Maschinenbau und in der Betriebstechnik mit etwa 23.000 Personen aus, so die Studie. Dies sei darauf zurückzuführen, dass diese Berufsgruppe mit etwa 1,6 Millionen Erwerbstätigen insgesamt sehr groß ist. Viele Erwerbstätige arbeiteten im Fahrzeugbau, der besonders von der Krise betroffen sei. Weitere Berufsgruppen, in denen das Potenzial bei etwa 10.000 Personen liege, seien Metallbearbeitung, Elektrotechnik, technische Produktionsplanung, -steuerung und Einkauf und Vertrieb.

Viele Berufstätige könnten sich in der Pandemie neu orientieren

Berufsgruppen, die von der Pandemie besonders betroffen sind.

Die Studie unterscheidet dabei zwischen Mitarbeitern, die aufgrund ihrer Ausbildung problemlos auch in einer anderen Branche tätig werden können und solchen, die sich zunächst für eine neue Position qualifizieren müssen. Für die Branchenwechsler ermittelte die Studie ein Potenzial von 106.000 und für die Berufswechsler 40.000 Personen.

Simone Peter sieht im Gebäudesektor viel Potenzial für heimische Wertschöpfung

Die Nachfrage nach Heizungen auf Basis erneuerbarer Energien hat im letzten Jahre angezogen. Bildquelle: BEE

„Das Potenzial für heimische Wertschöpfung und eine erhebliche beschäftigungspolitische Offensive ist entsprechend groß“, betont Simone Peter, Präsidentin des BEE. Um den Klimaschutz im Gebäude voranzubringen seien sehr unterschiedliche Qualifikationen gefragt. Neben Maurern, Malern, Büro- und IT-Fachkräfte gehörten auch die Bereiche Elektrotechnik, Logistik, Ingenieurswesen in diesen Bereich. Neue Technologien seien am Markt verfügbar. Insbesondere habe die Nachfrage nach Heizungen auf Basis erneuerbarer Energien im vergangenen Jahr angezogen.

Die Studie beschreibt verschiedene Maßnahmen, damit der Strukturwandel gelingen kann. Zentrale Aspekte seien dabei die Information über die unterschiedlichen Arbeitsplätze, kurz- und mittelfristige Qualifizierungsmaßnahmen und die Rahmenbedingungen der Arbeitsverhältnisse. Zudem hänge die Bereitschaft der Mitarbeiter, den Arbeitsplatz zu wechseln auch von ihrer regionalen Mobilität ab. „Als Berufsverband wünschen wir uns, dass die Bundesagentur für Arbeit über dieses Potenzial an Arbeitskräften breit informiert. Es braucht zudem entsprechende Qualifikationsprogramme und Umschulungen und gegebenenfalls auch Förderprogramme für Betriebe“, macht Peter deutlich.

Damit die Fachkräfte auch langfristig im Gebäudebereich tätig bleiben, müssten allerdings auch die Arbeitsbedingungen mit anderen Branchen vergleichbar oder besser sein. Die Studie empfiehlt ein attraktives Entgelt, die Vereinbarkeit von Beruf und Privatem, Karrieremöglichkeiten sowie Maßnahmen zur Gesundheitsförderung, Weiterbildung und Qualifizierung. Netzwerke und Verbände könnten dabei vor allem für kleine und mittlere Unternehmen den Austausch und ein koordiniertes Vorgehen innerhalb der Branche fördern.

www.buveg.de

www.bee.de

www.prognos.com

Gastransporte im Pipelinesystem: Erdgas oder Wasserstoff?

19. Januar 2021 / astridsonjafischer / Hinterlasse einen Kommentar

Ulrich Ronnacker, Leiter Recht und Regulierung, Open Grid Europe erläutert den Rechtsrahmen für Wasserstoffnetze

Ulrich Ronnacker: Wasserstoff ist ebenso ein Gas wie Erdgas Bildquelle: OGE

Wasserstoff soll ein zentrales Element der Energiewende werden. Aber wer darf diesen überhaupt liefern? Technisch ist der Betrieb von Wasserstoffnetzen durch die Gasnetzbetreiber erprobt, rechtlich bisher aber nicht vorgesehen. Fernleitungsnetzbetreiber wie das Unternehmen Open Grid Europe drängen darauf, ihr Geschäftsfeld erweitern zu dürfen.

Ulrich Ronnacker, Leiter Recht und Regulierung bei Open Grid Europe erläutert im Interview mit der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft, Ausgabe 1/2021 wie sich das deutsche Recht verändern muss, um für die Belieferung mit Wasserstoff eine Netzinfrastruktur aufzubauen. Diese könnte ähnlich dem heutigen Gasnetz Standorte in ganz Europa verbinden.

Wasserstoff aus erneuerbarem Strom – sogenannter grüner Wasserstoff – soll künftig eine CO2-freie Produktion von Gütern des täglichen Bedarfs ermöglichen. In der Chemie- und Stahlindustrie wird bereits mit dem Rohstoff und Energieträger geplant. Heute werden diese Unternehmen durch die Betreiber der Fernleitungsnetze mit Erdgas beliefert. Diese könnten künftig auch Wasserstoff durch ihre Leitungen schicken, wenn es dies die Rechtslage erlauben würde.

Sind Gasnetze automatisch Erdgasnetze?

Bisher ist im Energiewirtschaftsgesetz definiert, dass sich die Tätigkeit der Fernleitungsnetzbetreiber nur auf den Betrieb von Erdgasnetzen erstreckt, kritisiert Ronnacker. Vor gut zehn Jahren, als die entsprechende europäische Erdgasbinnenmarktrichtlinie in deutsches Recht umgesetzt wurde, sei das Thema Wasserstoff noch wenig präsent gewesen. Obwohl die EU vermerkt hatte, dass der Geltungsbereich auch andere Gase einschließe, wurde in der deutschen Formulierung durch die Vorsilbe „Erd“ die Anwendung in Deutschland stark eingeschränkt.

Aus alt mach neu: 450 km Wasserstoffnetz aus überwiegend vorhandenen Leitungen möglich

In der Hoffnung, dass sich die regulatorischen Vorgaben auch auf Wasserstoff erweitern lassen, haben die Fernleitungsnetzbetreiber bei der Bundesnetzagentur einen Vorschlag für ein Wasserstoffnetz im Jahr 2030 eingereicht: Nach dieser Modellierung könne schon Mitte des Jahrzehnts ein rund 450 km langes Wasserstoffnetz aufgebaut werden. Neu hinzu kämen dabei nur etwa 60 km Wasserstoff- sowie 19 km Erdgasleitungen, um einige Kunden umzuhängen. 90 Prozent des Wasserstoffnetzes könne durch eine Umstellung vorhandener Gasleitungen dargestellt werden. Wenn der Begriff „Gas“ als Synonym für Erdgas und Wasserstoff verwendet würde, könnte die Bundesnetzagentur die Planungen der Fernleitungsnetzbetreiber für ein „Grünes Gasnetz 2030“ bestätigen.

Grüner Wasserstoff ist quasi eine andere molekulare Form von erneuerbarem Strom – mit dem Vorteil, dass nicht erst das Stromnetz ausgebaut werden müsse, erläutert Ronnacker. Dabei geht es nicht allein um die Versorgung der deutschen Produktionsstandorte. Ein europäischer oder sogar globaler Wasserstoffmarkt bedeute langfristig wettbewerbsfähige Preise, auf die sich die Industrie einstellen könne.

Mischformen von Wasserstoff und Erdgas im Verteilnetz

Im Unterschied zu reinen Wasserstoffnetzen wird parallel über die Verwendung von Wasserstoff-Erdgas-Mischungen für den Wärmemarkt diskutiert. Im Gasverteilnetz, das die Heizungsanlagen von Haushaltskunden versorgt, ist nach dem Regelwerk des Deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW) heute schon einen Wasserstoffanteil von bis zu 10 Prozent erlaubt. Viele Heizungsanlagen funktionieren sogar mit darüber hinausgehenden Wasserstoffanteilen, erläutert Ronnacker.

Ein solche Wasserstoff-Beimischung für die an das Fernleitungsnetz angeschlossenen sei für Industriekunden hingegen nicht praktikabel. Industrieprozesse benötigten reine Gase, also entweder reinen Wasserstoff oder reines Erdgas, stellt Ronnacker klar. Zudem gebe es im europäischen Verbundsystem für den Gastransport einheitliche Standards für die Reinheit von Erdgas: Deutschland ist ein Transitland für die Lieferung von russischem Gas, das z.B. nach Frankreich, Italien und in die Niederlande fließt. Alle diese Abnehmer vertrauten auf eine gleichbleibende Qualität und eine hohe Versorgungssicherheit. Daher müsse das Fernleitung-Wasserstoffnetz technisch getrennt vom Erdgasnetz betrieben werden.

Machbarkeitsstudie für Modellprojekt abgeschlossen

OGE hofft, dass sich die Rechtslage bald klärt. Im Projekt GET H2 Nukleus arbeitet das Unternehmen derzeit mit Partnern am Aufbau eines Teilbereiches des Wasserstoffnetzes von Lingen bis ins nördliche Ruhrgebiet. Bestehende Gasleitungen von OGE und Nowega werden auf den Transport von Wasserstoff umgestellt. Das Unternehmen RWE Generation beabsichtigt, über einen Elektrolyseur grünen Wasserstoff zu erzeugen. Kunden sind Evonik im Chemiepark Marl und die BP-Raffinerien in Lingen und Gelsenkirchen-Scholven. Der Zeitplan sieht vor, dass bereits 2023 der erste Wasserstoff durch die Leitungen fließen könnte. Eine Machbarkeitsstudie ist abgeschlossen und erste Ergebnisse der TÜV-Untersuchungen liegen vor.

Das komplette Interview mit Ulrich Ronnacker, Leiter Recht und Regulierung, Open Grid Europe, ist in der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft 1/2021 erschienen.

www.oge.net

Ehrgeizige Ziele und der Weg dorthin

2. Dezember 2020 / astridsonjafischer / Hinterlasse einen Kommentar

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.

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:

Astrid Sonja Fischer

Energiewende hat viele Aspekte. Hier werden zukunftsweisende Entwicklungen vorgestellt.