Grüne Gase
Grünes Gas:
Begriff, Relevanz
und Möglichkeiten
Was sind grüne Gase? Wie entsteht grünes Gas? Und wie kann grünes Gas zukünftig als Energieträger vorteilhaft genutzt werden? Auf all diese Fragen geben wir Ihnen hier aktuelle Antworten.
Was ist grünes Gas?
Grüne Gase sind erneuerbare und CO2-arme Gase, die auf unterschiedliche Weise produziert und genutzt werden können. Konkret stehen für uns die folgenden Energieträger im Fokus:
Grüner Wasserstoff
Grüner Wasserstoff wird meist durch die Elektrolyse von Wasser produziert, wobei für die Elektrolyse ausschließlich Strom aus erneuerbaren Quellen genutzt wird.
Türkiser Wasserstoff
Türkiser Wasserstoff entsteht durch Methanpyrolyse. Unter hohen Temperaturen wird Methan in seine Bestandteile Wasserstoff und Kohlenstoff gespalten. Es entsteht im Vergleich zur Dampfreformierung kein CO2.
SNG (Synthetic Natural Gas)
SNG ist ebenfalls ein erneuerbares Gas. Mithilfe der Wind- und Sonnenenergie wird zunächst Wasserstoff erzeugt und anschließend mit CO2 aus erneuerbaren Energiequellen versetzt. Wie Biomethan kann SNG ohne Bedenken in die Gasinfrastruktur eingespeist werden.
Blauer Wasserstoff
Blauer Wasserstoff wird durch die Dampfreformierung von fossilem Erdgas gewonnen. Entstehendes Kohendioxid wird abgeschieden und unter der Erdoberfläche eingelagert. Diesen Vorgang nennt man CCS (Carbon Capture and Storage).
Biomethan und Bio-LNG
Bei Biomethan handelt es sich um aufbereitetes Biogas, welches wiederum aus landwirtschaftlichen Reststoffen und Abfällen gewonnen wird. Abgekühlt auf -162°C entsteht flüssiges Methan bzw. Bio-LNG, welches sich vor allem zur CO2-Reduzierung im Schwerlastverkehr eignet.
Unsere Leistungen
im Bereich grüne Gase
Wir sind Ihr Ansprechpartner für alle Fragen rund um grüne Gase. INFRACON unterstützt Sie bei der Umstellung auf eine nachhaltige Gasversorgung. Unser Leistungsprogramm umfasst die folgenden vier Leistungsbereiche.
Machbarkeitsstudie zu grünen Gasen
Beim Einsatz von bzw. der Transformation zu grünen Gasen sind viele Aspekte zu berücksichtigen. INFRACON unterstützt Sie mit individuellen Machbarkeitsstudien, um Ihre Investitionsentscheidungen passgenau und unternehmensscharf treffen zu können. Wir berücksichtigen dabei Ihren Kapazitätsbedarf und ziehen bestehende sowie zukünftig notwendige technische Anlagen in die Untersuchung mit ein. Wir prüfen regionale und überregionale Erzeugungs- und Transportkapazitäten erneuerbarer Gase – von Wasserstoff in verschiedenen Mischverhältnissen, reinem Wasserstoff, Biomethan oder synthetischen Gasen (SNG).
H2-ready
Der Einsatz von Wasserstoff ist in der energieintensiven Industrie oftmals notwendig, um die nationalen und europäischen Klimaziele zu erreichen. Daher sollte man sich frühzeitig mit der Wasserstoffverträglichkeit seiner Anlagen und Netze auseinandersetzen. INFRACON bietet Ihnen ein breites Spektrum an Verträglichkeitsprüfungen, Analysen und Transformationskonzepten (Zielkonzepte) für einen planbaren und sicheren Betrieb Ihrer Anlagen.
Erzeugungs- und Einspeisetechnologien
Unsere Leistungen für Erzeugungs- und Einspeisetechnologien im Bereich grüner Gase umfasst die Aufnahme der Ist-Situation, die Konkurrenzanalyse verschiedener Technologien, die Planung, die Bauüberwachung, die Inbetriebnahme sowie bei Bedarf den dauerhaften Betrieb mit allen dazugehörigen Anforderungen an Wartung, Service und Instandhaltung der jeweiligen Anlage.
Schulung Einmaleins der grünen Gase
Die Transformation der Energiesysteme ist in vollem Gange. Die Erzeugungsstrukturen erneuerbare Energien werden weiter ausgebaut, die fossilen Energieträger zurückgefahren und die nationale Wasserstoffstrategie auf den Weg gebracht. In diesem Zuge verändert sich auch die Gaswelt. Neben einem kurzfristigen Hochlauf für „graues“ Erdgas werden perspektivisch andere gasförmige Energieträger wie Biomethan und Wasserstoff zur Energieversorgung beitragen. INFRACON will diese Transformation des Energiesystems mit Ihnen gemeinsam gestalten. Zum besseren Verständnis der zukünftigen insbesondere gasförmigen Energieversorgung haben wir für Sie und Ihre Kollegen ein neues Schulungsformat entwickelt, welches sich den grünen Gasen widmet.
Wir sind Ihr Spezialist für grüne Gase.
Kundenstimmen
Grünes Gas:
häufige Fragen und Antworten
In unserer täglichen Arbeit als Experten für Gas-Infrastruktur begegnen uns viele interessante Fragen rund um das Thema „grünes Gas“. Wir möchten an dieser Stelle einige der wichtigsten Fragen für Sie beantworten.
Ist Gas zukunftssicher?
Ja! Und zwar aus zwei Gründen: erstens kann Gas erneuerbar und dekarbonisiert erzeugt werden. Mithilfe von Biomethan, synthetisch erzeugtem Methan sowie klimafreundlichem Wasserstoff (H2) lassen sich so die Klimaschutzziele erreichen. Zweitens lassen sich diese erneuerbaren Gase sehr gut im vorhandenen Leitungsnetz transportieren und zwischenspeichern.
Die Aufteilung des Primärenergieverbrauchs von Deutschland zeigt, dass der Anteil erneuerbarer Energien im deutschen Strommix stetig zunimmt. Jedoch überwiegt noch der Anteil an kohlenstoffhaltigen Energieträgern. Ende des Jahres 2020 lag der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch in Deutschland bei ca. 20 %. Daher setzen wir uns für grüne Gase, wie Biomethan und Wasserstoff, sowie für eine nachhaltige Kopplung von Sektoren und Energiesystemen, bspw. mittels Power-to-Gas, ein.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass grüne Gase gegenüber Strom einfacher und in größeren Mengen gespeichert werden können. Ebenso können sie von Verbrauchern genutzt werden, die sich nur schwer elektrifizieren lassen.
Kurzum: Gas leistet auch langfristig einen Beitrag zur Erreichung europäischer und nationaler Klimaschutzziele.
Was ist der European Green Deal?
Der European Green Deal (Fit-for-55) ist ein übergeordnetes Programm der Europäischen Kommission zur Minderung der anthropogenen Emissionen. Demnach sollen diese bis zum Jahr 2030 um 55 % reduziert werden. Dies betrifft alle Bereiche, vom Wärmemarkt über den Verkehrssektor bis hin zur Industrie und der Energiebranche. Der Fokus des Programms liegt dabei auf:
- der Errichtung einer flächendeckenden H2-Infrastruktur,
- dem Ausbau von erneuerbaren Energien,
- der Teil-Elektrifizierung des Wärmemarkts und des Verkehrssektors sowie
- der Integration von grünen und synthetischen klimafreundlichen Energieträgern.
Bisher wurden erste politische Vorhaben initiiert. Dazu zählt bspw. die Anpassung der Erneuerbare-Energien-Richtlinie (RED II) oder die Revision des Emissionshandels. In den kommenden Jahren werden viele weitere Maßnahmen erwartet.
Welche Klimaschutzziele hat die Bundesregierung ausgerufen?
Die Bundesregierung hat im Jahr 2021 eine Verschärfung der deutschen Klimaschutzziele veröffentlicht. Demnach sollen bis zum Jahr 2030 Treibhausgasminderungen um 65 % gegenüber dem realisiert werden. Dies will man durch umfassende Energieeffizienzmaßnahmen, den Ausbau von erneuerbaren Energien sowie den Ausstieg aus der Kohle bis spätestens 2038 erreichen. Damit ist ein steigendes Interesse an grünen Gasen und Gaskraftwerken zur Verstromung zu erwarten. Der Staat möchte diese Vorhaben mit 8 Mrd. € subventionieren.
Weiterhin sollen die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2040 um 88 % und bis zum Jahr 2045 um 100 % reduziert werden. Grüne Gase und speziell Wasserstoff können dabei einen entscheidenden Beitrag leisten.
Welche Branchen werden zunächst mit Wasserstoff und grünen Gasen versorgt?
Die Nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung fokussiert sich auf die Branchen, die sehr energieintensiv sind und deren zeitnahe Dekarbonisierung einen erheblichen Anteil an der
CO2-Reduktion hat. Zu diesen Branchen zählen neben der Stahlerzeugung die chemische und petrochemische Branche. Weiterhin ist der Verkehrssektor ein Schwerpunkt der Wasserstoffstrategie, vor allem der Schwerlast– und Schiffsverkehr.
Im Zuge dieser Fokussierung ist davon auszugehen, dass industrielle Wasserstoff-Cluster in Deutschland entstehen und zukünftig auf weitere Branchen ausgedehnt werden. Für einen erfolgreichen Markthochlauf wird auch die Nutzung vorhandener Gasinfrastruktur, z. B. bestehende Erdgasleitungen, sinnvoll sein. Damit können erste Wasserstoffcluster oder Inselnetze kosteneffizient miteinander verbunden werden.
Kann für den Transport von Wasserstoff die vorhandene Erdgasinfrastruktur genutzt werden?
Ja, die vorhandene Erdgasinfrastruktur kann prinzipiell auf zwei verschiedene Arten für den Transport von Wasserstoff genutzt werden:
zum einen können vorhandene Erdgasleitungen auf den Transport von reinem Wasserstoff umgestellt werden. Dafür muss jede Leitung umfassend geprüft werden. Die Gesamtkosten für die Umstellung sind deutlich niedriger als für den Bau neuer Wasserstoffleitungen. Zum anderen kann Wasserstoff dem bestehenden Gasnetz beigemischt werden. Der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfachs (DVGW) hat sich bereits intensiv mit dem Thema der Beimischung auseinandergesetzt. Gemäß der Neuauflage der DVGW G 260 können Wasserstoffanteile von bis zu 20 Vol.-% H2 beigemischt werden. Jedoch muss dies für jeden Leitungsabschnitt und Letztverbraucher durch die Netzbetreiber geprüft und bestätigt werden.
Wie wird sich die (deutsche) Wasserstoffinfrastruktur entwickeln?
Der FNB Gas e.V. hat in Abstimmung mit allen deutschen Fernleitungsnetzbetreibern Anfang des Jahres 2020 erstmalig eine mögliche deutsche Wasserstoffinfrastruktur vorgestellt. Das Zielbild wurde im letzten Jahr aktualisiert und zeigt szenarienbasierte Darstellungen für die Jahre 2030 und 2050 auf.
Bis zum Jahr 2030 wird davon ausgegangen, dass sich der leitungsgebundene Transport von Wasserstoff maßgeblich aus den Wasserstoffbedarfen der Industrie in den Sektoren Stahl, Chemie sowie Raffinerien ergibt. Die aktuellen Prognosen sehen dabei einen Bedarf von insgesamt 71 TWh vor. Diese Mengen sollen über ein insgesamt 5.100 km langes Leitungsnetz transportiert werden, von denen rund 3.700 km umgestellte Erdgasleitungen sind. Das Modell wird aktuell im Rahmen der Ausarbeitung des NEP Gas 2022-2032 überarbeitet und nicht weiter szenarienbasiert, sondern bedarfsorientiert modelliert. Die Basis dafür soll eine konkrete Marktabfrage sein.
Bis zum Jahr 2050 wird davon ausgegangen, dass sich die H2-Bedarfe primär auf den Industriesektor verteilen. Ein leichter Anstieg im Verkehr wird genauso angenommen wie ein moderater Einsatz in Kraftwerken für eine Kraft-Wärme-Kopplung. Auf Verteilnetzebene wird neben einer Beimischung auch die Umstellung ganzer Netzgebiete angenommen.
Das entworfene H2-Netz ist etwa 13.300 km lang. Davon bestehen rund 11.000 Leitungskilometer aus umgestellten Gasleitungen. Insgesamt sollen damit rund 500 TWh bereitgestellt werden.
Nach ersten Schätzungen belaufen sich die Investitionskosten bis zum Jahr 2050 auf rund 18 Mrd. € exklusive notwendiger Speicherumstellungen. Die Wasserstoffbedarfe selbst sollen dabei primär über Importe gedeckt werden. Lediglich 63 GW installierter Leistung sind heimisch vorgesehen, vorrangig im Norden Deutschlands.
Wie viel Biomethan wird gegenwärtig in Deutschland erzeugt? Wie groß ist das Biomethanpotenzial in Deutschland?
Gegenwärtig gibt es in Deutschland 233 Biogasanlagen, in denen das Biogas zu Biomethan aufbereitet und in das deutsche Erdgasnetz eingespeist wird. Diese Anlagen stellen aktuell über 10 TWh zur Verfügung. In den nächsten Jahren ist davon auszugehen, dass die benötigten Mengen an Biomethan und Bio-LNG (verflüssigtes Biomethan) steigen. Die Gründe für diese Entwicklung sind sehr vielfältig:
Biomethan kann sofort und ohne zusätzliche Investitionen in die bestehende Infrastruktur integriert werden und damit fossiles Erdgas ersetzen. Die Betreiber von Biogasanlagen, die derzeit noch zur Stromerzeugung dienen, werden nach Ablauf der EEG-Förderung alternative Nachnutzungskonzepte anstreben. Die Aufbereitung und Einspeisung kann hierfür ein geeigneter Weg sein. Des Weiteren führt die Umsetzung der RED II in Deutschland dazu, dass die Treibhausgas-Minderungsquote (Quote zur Minderung der CO2-Emissionen im Straßenverkehr) im Verkehr bis zum Jahr 2030 auf 22 % ansteigt. Diese gesetzliche Vorgabe kann die Nachfrage nach gasbasierten biogenen Kraftstoffen als CNG (Compressed Natural Gas) oder LNG (Liquified Natural Gas) erhöhen.
Der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) und die Deutsche Energie-Agentur (dena) prognostizieren, dass bis zum Jahr 2030 rund 100 TWh Biomethan erzeugt werden können. Der DVGW geht weiterhin davon aus, dass bis zum Jahr 2050 bis zu 300 TWh möglich sind. Solche Szenarien unterliegen der Annahme, dass die Nachfrage deutlich steigt, die Wettbewerbsfähigkeit gegeben ist und die vorhandenen Biomethan-Potenziale, insbesondere bei Rest- und Abfallstoffen, ausgeschöpft werden.