grüne Gase

Wie grün kann die Gaswirtschaft werden?

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Die ewp-Redaktion fragt, Leserinnen und Leser antworten.

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Der Energieträger Gas, das ist schon lange nicht mehr nur das altbekannte fossile Erdgas. Mit Wasserstoff aus Power-to-Gas, synthetischem Methan und Biogas stehen zunehmend regenerativ gewonnene Alternativen zur Verfügung. Welchen Beitrag kann der Energieträger Gas in all seinen Varianten zur Dekarbonisierung leisten und was braucht es, damit die Potenziale der Gaswirtschaft für die Energiewende und den Klimaschutz gehoben werden können?

Energiewende-Trias für effizienten und wirtschaftlichen Klimaschutz

Gase und Gasinfrastrukturen sind durch ihr hohes Dekarbonisierungspotenzial zentrale Bestandteile des erneuerbaren Energiesystems der Zukunft. Kernelemente des  Transformationsprozesses hin zu einem integrierten und klimaneutralen Energiesystem sind dabei der Ersatz von Kohle und Erdöl durch Erdgas (Fuel-Switch), die kontinuierliche Erhöhung des Anteils grüner Gase in den Gasinfrastrukturen (Content-Switch) und eine intelligente, intersektorale Verknüpfung der bestehenden Infrastrukturen (Modal-Switch). Mit Hilfe dieser Energiewende-Trias kann in allen Sektoren des Energiesystems Klimaneutralität geschaffen werden. Zudem können mit den drei Schritten die Klimaschutzziele für 2020, 2030 und 2050 kosteneffizient, systemsicher und bezahlbar erreicht werden. Die dafür benötigte Infrastruktur ist bereits vorhanden. Um die Energiewende-Trias umzusetzen, müssen die entsprechenden politischen Rahmenbedingungen in Bezug auf die spezifischen Herausforderungen der Sektoren Wärme, Industrie und Mobilität geschaffen werden. Dabei muss als oberste Priorität eine sichere Lenkungswirkung für Investitionen in klimaschonende Technologien mit spezifischen CO2-Vermeidungskosten erzielt werden. So kann Deutschland die Klimaschutzziele effektiv erreichen und zugleich erfolgreicher Industriestandort mit hoher inländischer Wertschöpfung bleiben und wichtiger Exporteur von Energietechnologien werden.

Deutschland sollte bei Power-to-Gas die Führungsrolle einnehmen

Das ist nicht nur gut für die Gaswirtschaft, sondern auch gut für die Klimaziele. Denn grüne Brennstoffe sind der Schlüssel für eine erfolgreiche Energiewende. Das gilt für einen technologieoffenen Ansatz genauso wie für das Szenario einer weitgehenden Elektrifizierung der Verbrauchssektoren: Ob in Gaskraftwerken zur Bereitstellung von gesicherter Leistung etwa in einer mehrtägigen Dunkelflaute, ob im Schwerlast- und Luftverkehr, ob in Industrieprozessen: Der Einsatz von signifikanten Mengen an klimaneutralen Brennstoffen und besonders Gas ist unverzichtbar, möchte Deutschland seinen CO2-Ausstoß auf nahe Null reduzieren. Deutschland sollte daher die Chance nutzen, führend bei Power-to-Gas zu werden. Die großen Mengen werden wir zwar nur importieren können. Dies allerdings böte eine alternative Wertschöpfung für heute erdöl- und gasexportierende Länder – und für Deutschland einen Markt für Technologieexporte.

Neue Ideen brauchen Technologieoffenheit

Erdgas wird sich zukünftig auf dem bereits eingeschlagenen Weg der Integration regenerativer Energie – Biogas, Wasserstoff aus Power-to-Gas und synthetisches Erdgas – weiter voranbewegen. Die vorhandene Infrastruktur für Speicherung, Transport und Verteilung wird ihren Beitrag zu Energiewende und Sektorenkopplung liefern. Neue Ideen zur technischen Umsetzung – dezentrale Erzeugung und Verwendung oder großräumiger Energietransport und Verteilung – müssen mit Offenheit für verschiedene Technologien ausgearbeitet und erprobt werden, damit sich effiziente, wirtschaftliche Anwendungsfälle etablieren können. Heute schon realisieren die Netzbetreiber, darunter E.ON als größter deutscher Verteilnetzbetreiber, die regelgerechte Einspeisung von Biogas und Wasserstoff unter Berücksichtigung aller technischen Aspekte, wie Aufbereitung, Mischung, Messung, Bauteilund Materialeigenschaften, eichamtlich geprüfter Abrechnung und nicht zuletzt der technischen Anwendungen bei den Netzkunden. E.ON erarbeitet das technische Know-how für neue Anwendungsfälle praxisnah und bringt diese Ideen in die Regelwerksarbeit ein. Für weitergehende Entwicklungen in der Energiewende muss das Gasnetz zukunftsfähig gemacht, die Entwicklungspfade beschrieben und der Aufwand herausgearbeitet werden.

Der Gesetzgeber ist jetzt gefordert

Schon ein Blick in den Heizungskeller zeigt das Potenzial von Gas für den Klimaschutz: Bis 2020 könnte Deutschland jedes Jahr bis zu 45 Millionen Tonnen CO2 einsparen, wenn zehn Millionen veraltete Heizkessel durch moderne Erdgastechnik ausgetauscht würden und dabei 10 % Bio-Erdgas zum Einsatz käme. Die nächste Bundesregierung sollte einen Hebel ziehen, der schnell wirkt: die steuerliche Absetzbarkeit von Investitionen in CO2-sparende, effiziente Heizungstechnik. Auch im Güterverkehr sind die Möglichkeiten von Gas noch lange nicht ausgeschöpft – dabei wächst dieser Bereich besonders schnell und klimaschädlich. Eine flächendeckende Versorgung des Schwerlastverkehrs wäre schon mit 40 LNG-Tankstellen möglich. Auch für das Gelingen der Sektorenkopplung spielt die Gasinfrastruktur eine zentrale Rolle: Denn durch die Kopplung von Strom- und Gasinfrastrukturen kann der Erneuerbaren-Strom umfassend genutzt werden – in Strom- und Gasanwendungen. Über 20 Demonstrationsprojekte zur Power-to-Gas-Technologie zeigen eindrücklich, welche Effizienzsteigerungen bei der Erzeugung von regenerativem Gas möglich sind. Jetzt ist der Gesetzgeber gefordert, technologieoffene Rahmenbedingungen zu schaffen, damit die vielfältigen Potenziale von Gas umfassend zum Einsatz kommen können.

Die Gaswirtschaft entwickelt innovative Ideen

Die Frage wird quasi mit jedem Monat schärfer an die Gaswirtschaft gestellt. Seit Langem schon wird darüber nachgedacht und mittlerweile gibt es viele Projekte, die erneuerbare Gase ins Netz bringen. Das heißt, die Unternehmen sind nicht untätig und viele Netzbetreiber unterstützen im Rahmen ihrer Möglichkeiten Einspeisewillige. Hier hat ein deutliches Umdenken bis in die Ebenen des operativen Geschäfts der Netzbetreiber stattgefunden. Dazu gehört natürlich in erster Linie Biomethan, aber auch Wasserstoff. Viele Mitarbeiter in der Gaswirtschaft entwickeln dazu innovative Ideen. Nichts ist tabu, auch eine Gaswirtschaft ohne Erdgas ist denkbar. Die Potenziale sind vorhanden, es gilt sie aufzudecken und nutzbar zu machen. Also ja, Gas kann grün werden, und das auch zu 100 %, wenn technologieoffen gehandelt wird und die regulatorischen Rahmenbedingungen richtig gesetzt sind. Die Technologien und Assets sind vorhanden. Hinzu kommt eine Wertschöpfung, die auch zu 100 % in der eigenen Hand liegt. Wir müssen über unseren Schatten springen und die Chance ergreifen, die sich präsentiert.

Wasserstoff macht erneuerbare Energien mobil

Um die Klimaziele zu erreichen, muss die Gaswirtschaft grün werden, d. h. auf der Basis erneuerbarer Primärenergien arbeiten. Zur Erreichung der Klimaziele ist die Gaswirtschaft aber auch zwingend erforderlich, denn nur mit Gasen als chemische Energiespeicher lassen sich Energiemengen von zig TWh speichern, um die Grundlastfähigkeit von erneuerbaren Energien zu ermöglichen. In der Kombination der Zielgrößen Energiedichte, Exergie bzw. Effizienz und Reversibilität der Prozesse haben Wasserstoff-Speicher in Kombination mit der Brennstoffzelle viele Vorteile. Nach der Speicherung ist der Wasserstoff vielseitig einsetzbar (z. B. Rückverstromung, „Back-up-Systeme“, Kraft- Wärme-Kopplung in stationären Systemen). Damit wird er zum Zentrum der Sektorenkopplung. Insbesondere in der Mobilität (Pkw, Transporter, Lkw, Busse, Schienenfahrzeuge, APU für Flugzeuge und Schiffe) ist der Wasserstoff unersetzlich. Er macht erneuerbare Energien mobil, gibt Elektrofahrzeugen große Reichweiten und macht die Mobilität CO2-frei. Für eine thermische Nutzung lässt sich der Wasserstoff auch mit Erdgas mischen oder in synthetisches Ergas umwandeln, sodass in einer Übergangsphase auch konventionelle Gasnetze genutzt werden können. Fazit: Die Gaswirtschaft hat das Potenzial, Kernbestandteil einer erfolgreichen Energiewende zu werden!

Mit Gas die CO2-Belastung im Verkehrssektor senken

Wir streben bis 2050 eine CO2-neutrale Gasversorgung an. Dafür setzen wir uns gemeinsam mit europäischen Infrastrukturbetreibern in der Green-Gas-Initiative ein. Schon jetzt trägt Gas zur Energiewende bei. So sank die CO2-Belastung im Wärmemarkt beim Ablösen von Öl bzw. Kohleheizungen durch Gas um 40 Prozent. Im Verkehrssektor vermieden die rund 98.000 CNG-Fahrzeuge 2016 rund 320.000 Tonnen CO2. Im VW-Industriekreis CNG mobility setzen wir uns gemeinsam mit Marktpartnern dafür ein, bis 2025 eine Million CNG-Fahrzeuge in Deutschland auf die Straße zu bringen und die Anzahl der CNG-Tankstellen auf 2.000 aufzustocken. Bei ONTRAS reifen Überlegungen, sich am Ausbau der CNG-Tankinfrastruktur zu beteiligen, bestehende Anlagen zu ertüchtigen und zu betreiben sowie neue CNG-Tankstellen zu bauen. Eine erste ist für 2018 in Leipzig vorgesehen. Weitere Standorte sind in der Bewertung. Damit Erdgas mit grünen Gasen nicht eine Vision bleibt, brauchen wir eine intelligente Sektorenkopplung, die nicht nur Strom, sondern auch Gas vorsieht. Power-to-Gas-Anlagen sind als Energiespeicher und Transformator von Regenerativstrom anzuerkennen und von Verbrauchsabgaben zu befreien.

Wirtschaftlicher Vorteil durch die Nutzung der Gasinfrastruktur

Die Energiewende braucht neue Impulse. Fernleitungsnetzbetreiber (FNB) können zur treibenden Kraft werden, indem verstärkt auf grüne Gase gesetzt wird. Mit Hilfe der innovativen Power-to-Gas-Technologie sind wir heute in der Lage, überschüssigen Strom aus volatilen Wind- und Sonnenenergien zur Produktion von Wasserstoff und synthetischem Methan zu verwenden. Erneuerbare Energien können somit endlich problemlos auch langfristig gespeichert, in den bereits vorhandenen Netzen effizient über weite Strecken transportiert und bei Dunkelflauten rückverstromt werden. Auf diese Weise kann man gleich drei Probleme lösen, die den Fortschritt der Energiewende blockieren. Und durch die weitere Nutzung der wertvollen Gasinfrastruktur, die den zusätzlichen Ausbau des Stromnetzes deutlich reduzieren würde, kann eine Menge Geld gespart werden. Einer umfassend angelegten Studie im Auftrag der FNB zufolge, können um das Jahr 2050 rund 12 Mrd. Euro jährlich eingespart werden. Grünes Gas ist zudem universell verwendbar: Im Wärme- und Strommarkt, Industrie- und Mobilitätssektor. Die Politik muss die Gasinfrastruktur als Teil einer realistischen, bezahlbaren und sicheren Energiewende mitdenken – die Energiewende gelingt nur mit der Gasinfrastruktur.

Soforthilfe mit grünem Gas

Mit Bio-Erdgas (Biomethan) können wir grünes Gas für alle Einsatzbereiche – im Strom-, Wärme- und Mobilitätssektor – umgehend zur Verfügung stellen und damit einen entscheidenden Beitrag zur Dekarbonisierung der Energieversorgung leisten. Bio-Erdgas hat die gleichen chemischen Eigenschaften wie fossiles Erdgas und kann nach Einspeisung in das bestehende Erdgasnetz eine Schlüsselrolle für den Erfolg der Energiewende und den Klimaschutz übernehmen. Und dies sofort. Mit Bio-Erdgas kann schon heute bei Fahrzeugen (Bio-CNG und Bio-LNG) sauber und klimafreundlich gefahren werden. „Soziale Wärme“ mit Bio-Erdgas kann heute im Gebäudebestand zu günstigen Kosten genutztwerden. Und Strom aus Biogas kann den teuren Netzausbau teilweise ersetzen, indem die vorhandenen Speicher des Gasnetzes genutzt werden. Vom neu gewählten Bundestag fordern wir, endlich die vorhandenen Bio-Erdgas-Potenziale zu nutzen und einen technologieoffenen Einsatz von Biomethan in allen Sektoren zu ermöglichen. Klimaschutz hat auch einen Zeitfaktor: Treibhausgas-Reduktion heute ist wirksamer als übermorgen. Und der Einsatz von Bio-Erdgas ist für Bürger und Wirtschaft oft günstiger als unerprobte und teure Alternativen. Packen wir es doch gemeinsam an!

Die Zukunft ist grün!

Bei Open Grid Europe sind wir davon überzeugt, dass Klimaschutz keine Eintagsfliege, sondern für uns alle von existenzieller Bedeutung ist. Daher unterstützen wir die Energiewende und ihr übergeordnetes Ziel, die CO2-Emissionen in Deutschland nachhaltig signifikant zu reduzieren. Allerdings sind wir auch davon überzeugt, dass die deutschen Klimaschutzziele nicht allein durch den Ausbau regenerativer Erzeugung rechtzeitig erreicht werden können. Zudem kann heute Strom nicht in ausreichender Menge gespeichert werden. Für diese beiden offenen Flanken der Energiewende gibt es aber bereits Lösungen. Erstens kann Erdgas sofort einen bedeutenden Klimaschutzbeitrag leisten, wenn es z. B. in der Anwendung Braunkohlekraftwerke, Dieselautos oder Ölheizungen ablöst. Was aber perspektivisch noch viel besser ist: Gas kann Grün! Bereits heute gibt es Biogas, synthetisches Methan oder Wasserstoff. Mit der PtG-Technologie lässt sich der heute viel zu kleine Anteil von grünen Gasen im Netz absehbar deutlich erhöhen. Zweitens ist ein enormer Vorteil der bereits bestehenden Gasinfrastruktur, dass in ihr erhebliche Mengen von Energie in Form von grünen Gasen abtransportiert und zwischengespeichert werden können. Es liegt also auf der Hand: Die Zukunft ist grün. Grüner Strom und grüne Gase!

Erdgas kann nicht nur, sondern muss grün!

Aktuell wird manchmal vergessen, dass Erdgas im Vergleich zu Braun- und Steinkohle schon deutlich „grünlicher“ ist. Allerdings sind der Maßstab heute die erneuerbaren Energien und die Zielsetzung einer vollständigen Dekarbonisierung des Energiesystems, und bei diesem Maßstab ist Erdgas nicht einmal mehr blassgrün. Hier aber bereits den Stab über diesen Energieträger und seine künftige Rolle im Energiesystem zu brechen, wäre reichlich vorschnell. Vielmehr kann auch Erdgas sehr wohl grün: Dezentrale Wärmenetze mit einer erdgasbetriebenen KWK-Anlage als Basis bieten ein Einfallstor für grüne Wärme auf der Basis von Solar- und Geothermie sowie Umgebungs- und Abwärme („Sammelnetze“). Ein immer grüner werdendes Stromsystem benötigt flexible Backup-Kapazitäten, insbesondere für Dunkelflauten; von dezentralen KWK über GuD-Anlagen bis hin zu Gasturbinen steht hier ein breites Spektrum an erdgasbasierten Optionen zur Verfügung. Das bestehende flächendeckende Erdgasnetz kann auch grünes Gas aufnehmen: sei es bis zu einem gewissen Grade Wasserstoff aus erneuerbarem Strom, sei es Biomethan aus  biogenen Abfall- und Reststoffen oder sei es Methan am Ende der Power-to-Gas-Kette aus erneuerbarem Strom. Angesichts dieser Möglichkeiten ist aber auch klar: Erdgas muss grün!

Klimaschutz geht nur mit Erdgas

Deutschland muss stärker auf Erdgas als Partner der erneuerbaren Energien setzen. Im Klimaabkommen von Paris wurde vereinbart, die Kohlendioxid-Emissionen bis 2050 um mindestens 80 % zu reduzieren. Wir sollten nüchtern diskutieren, wer in den verschiedenen Phasen der Energiewende welchen Beitrag dazu leisten kann. Natürlich müssen die Erneuerbaren ausgebaut werden. Wenn wir aber neben dieser Modernisierung schnell einen großen Effekt für den Klimaschutz zu geringen Kosten erzielen wollen, benötigen wir einen klugen Energie-Mix, in dem Erdgas eine größere Rolle spielt. Auch das heimische Erdgas, das hier vor Ort ohne Emissionen durch lange Transportwege gefördert wird. Das schöne ist, dass wir diese verlässliche, umweltverträgliche und bezahlbare Energiequelle sofort nutzen können. Wir haben die Infrastruktur, die Möglichkeiten und das Potenzial in Deutschland. Wo, wenn nicht hier, können die weltweit besten Verfahren weiterentwickelt werden, die zugleich Umwelt und Menschen schützen. Deutschland braucht einen technologiefreundlichen, forschungsorientierten Ansatz, der von den wirtschaftlichen und infrastrukturellen Gegebenheiten bestimmt wird. Dann erreichen wir die Klimaschutzziele – gemeinsam mit Wasserstoff aus Power-to-Gas, synthetischem Methan und Biogas – auch ganz ohne Ideologie.

Ohne Power-to-Gas keine nachhaltige Energiewelt

Gas wird CO2-neutral, wenn es aus Biogas- oder Power-to-Gas-Anlagen kommt. Insbesondere Power-to-Gas (PtG) kann dazu beitragen, vorhandene Gasinfrastruktur und daran angeschlossene Verbraucher weitgehend zu dekarbonisieren. Davon profitieren alle: Vorhandene Infrastruktur kann weiter genutzt werden, Umrüstkosten und unnötige Investitionen in neue Infrastrukturen werden vermieden. Gleichzeitig sinken die CO2-Emissionen. Power-to-Gas ist ein Multitalent. Die Technologie verknüpft Strom- und Gassektor und hilft beiden, ihre jeweiligen Stärken auszuspielen. PtG stabilisiert das Stromnetz, indem es erneuerbare, aber volatile Stromerzeugung ausbalanciert, und erntet gleichzeitig im Sommer Strom, um ihn für den Winter im Gasnetz zu speichern. Mit unseren Anlagen zur biologischen Methanisierung in Dänemark und bald auch in der Schweiz zeigen wir, dass PtG technisch ausgereift und einsatzbereit ist. Eine Vervielfachung er installierten Anlagenleistung auf mehrere Megawatt ist problemlos in kurzer Zeit möglich. Dafür muss CO2-Reduktion und Energiesektorkopplung ausreichend honoriert und die regulatorischen Rahmenbedingungen entsprechend gestaltet werden. Dann kann unsere PtGTechnologie helfen, die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen und die Potenziale der erneuerbaren Energien vollständig auszuschöpfen.

Power-to-Gas schließt eine Systemlücke

Im Gegensatz zu anderen konventionellen Energieträgern kann Gas zu 100 Prozent regenerativ hergestellt werden. Mit über 200 Biogasanlagen, die grünes Gas in das Erdgasnetz einspeisen, beweisen wir bereits heute, dass Gas grün kann. Perspektivisch wird vor allem das Power-to-Gas-Verfahren eine wichtige Säule unserer Energieversorgung darstellen: Überschüssiger Ökostrom aus Wind und Sonne kann dank der innovativen Technologie in einem ersten Schritt der Elektrolyse in Wasserstoff und schließlich in synthetisches Methan, also Erdgas, umgewandelt werden. Damit schließt Power-to-Gas eine Systemlücke. Das so erzeugte grüne Gas kann problemlos in die bestehende Gasinfrastruktur eingespeist und von dort für alle Sektoren genutzt werden. So wird das Gasnetz nicht nur zur Batterie der Energiewende, sondern löst auch das viel zitierte Speicherproblem der Erneuerbaren.

Wir brauchen eine Speicherlösung im Industriemaßstab

Ziel der deutschen Klimaschutz- und Energiepolitik ist es, die Treibhausgasemissionen bis 2050 mindestens um 80 bis 95 % zu reduzieren. Im Laufe des Jahrhunderts soll sogar der vollständige Umstieg auf ein Wirtschaften ohne Treibhausgasemissionen geschafft werden. Die Energieversorgung soll dazu bis 2050 nahezu vollständig dekarbonisiert erfolgen. Eine treibhausgasneutrale Energieversorgung ist nur dann zu erreichen, wenn die erneuerbaren Energien den Energiebedarf abdecken können. Ihre Verfügbarkeit ist aber von Wind und Sonne abhängig. Es ist deshalb wichtig, eine Speicherlösung im Industriemaßstab zu entwickeln, die erneuerbare Energien bedarfsgerecht zur Verfügung stellen kann. Mit Power-to-Gas ist eine Technologie verfügbar, die das Potenzial hat, erneuerbare Energien im großen Maßstab auch saisonal in Gasspeichern zu speichern. Der aktuelle Rechtsrahmen steht den erforderlichen Entwicklungsschritten allerdings entgegen. Um eine vollständig erneuerbare Energieversorgung in Zukunft zu ermöglichen, sollte deshalb ein Rechtsrahmen geschaffen werden, in dem sich die Technologie zur Marktreife entwickeln kann. Eine Neuordnung bestehender Abgaben und Umlagen bietet eine gute Chance, die Weichen dafür zu stellen!

Grünes Gas braucht faire Wettbewerbschancen

Darüber, dass Gas „grün kann“ muss man im Grunde nicht mehr reden. Die Aufbereitung von Biogas zu Biomethan ist etabliert. Die Pilot-Projekte mit Power-to-Gas-Anlagen zeigen, dass die Produktion von synthetischem Gas funktioniert. Die Frage ist, was passieren muss, damit grünes Gas eine faire Wettbewerbschance hat. Die grundsätzliche ökonomische Antwort lautet: Ein CO2-Handelssystem und/oder eine CO2-Steuer müssen die gewünschte Knappheit von Kohlendoxid widerspiegeln. Aber das wird nicht reichen. Bei Biomethan wird ein funktionierendes europäisches Zertifizierungssystem benötigt, damit Anlagen in Europa da entstehen können, wo Biomasse verfügbar ist. Bei Power-to-Gas ist die Klassifizierung als Letztverbraucher absurd und mit erheblichen Nachteilen verbunden. Unter anderem muss für den Strom EEG-Umlage gezahlt werden, dies macht einen Teil der Produktionskosten von 30 bis 40 ct/kWh aus. Auch der Wert von Power-to-Gas für eine Entlastung der Stromnetze wird nicht in einem CO2-Preis abgebildet. Eine gemeinsame Planung von Strom- und Gasnetzen könnte helfen, ist aber nicht trivial. Und eine begrenzte Technologieförderung, um weitere technologische Fortschritte zu erzielen, sollte geprüft werden.