Die Energiewende ist eines der wichtigsten Projekte unserer Generation. Neue Gase wie Wasserstoff und Biomethan sind neben dem Ausbau der Erneuerbaren Energien für ihr Gelingen unverzichtbar. Im Zusammenspiel mit regenerativ erzeugtem Strom ermöglichen diese klimaneutralen Gase effektiven Klimaschutz bei gleichzeitiger Versorgungssicherheit und Sozialverträglichkeit.
Klimaneutral erzeugte Gase ermöglichen die Energiewende; © Shutterstock/Tobias Arhelger
Wege zu einem resilienten und klimaneutralen Energiesystem 2045
Wirtschaft und Gesellschaft befinden sich weltweit in einer tiefgreifenden Transformation, um die Erderwärmung auf 1,5 Grad zu begrenzen. Deutschland hat sich dabei das Ziel gesetzt, Klimaneutralität bis zum Jahr 2045 zu erreichen. Die Gaswirtschaft in Deutschland, unterstützt dies bedingungslos – und entwickelt daher die bisher um Erdgas zentrierte Geschäftsmodelle für eine klimaneutrale Zukunft weiter.
Die Nutzung von fossilem, nicht dekarbonisiertem Erdgas wird bis 2045 bedeutungslos werden. Neue Gase, wie Wasserstoff und seine Derivate sowie Biomethan, werden zukünftig die bestimmende Rolle spielen. Dass sie für ein klimaneutrales Energiesystem unverzichtbar sind, ist heute Konsens. Das künftige Energiesystem gründet daher auf einem Miteinander von strom- und gasbasierten Technologien. Auf dieses klimaneutrale System richtet die Gaswirtschaft ihre strategischen Entscheidungen aus.
Damit die Transformation bis 2045 gelingt, muss sie beschleunigt werden. Dafür ist es unabdingbar, den Transformationspfad so abzusichern, dass eine möglichst krisenfeste und sozialverträgliche Energiewende erfolgen kann. Sowohl die Folgen des Angriffs Russlands auf die Ukraine als auch die Lieferkettenengpässe während der Corona-Pandemie haben die hohe Bedeutung von Resilienz deutlich gemacht: Im Transformationsprozess müssen wir gemeinsam dafür Sorge tragen, dass wir mit Energiepreiskrisen, Herausforderungen für die Versorgungssicherheit und Rückschritten bei der Absenkung von Treibhausgasemissionen umgehen können.
Neue Gase, also erneuerbare und dekarbonisierte Gase, sind für ein klimaneutrales Energiesystem unverzichtbar. Wofür neue Gase zukünftig konkret eingesetzt werden
und in welchen Mengen, ist heute in Teilen noch unklar, zu groß sind die Unsicherheiten hinsichtlich technologischer, wirtschaftlicher, (geo-)politischer und gesellschaftlicher Entwicklungen.
Wegen der großen Unwägbarkeiten ist eine resiliente Gestaltung der Energiewende erforderlich. Dies betrifft sowohl die Robustheit des Transformationspfads als auch die
Krisenfestigkeit des angestrebten Zielsystems. Resilienz wird dabei durch die Vorhaltung alternativer Lösungen sowie ausreichend bemessener Infrastrukturen sichergestellt; beides zusammen sorgt für rasche Reaktions- und Regenerationsfähigkeit im Belastungsfall. Die Speicherfähigkeit erneuerbarer und dekarbonisierter Gase im engen Zusammenwirken mit der erneuerbaren Stromerzeugung trägt wesentlich zum Aufbau eines resilienten Energiesystems bei. Nicht zuletzt stärkt auch die inländische Produktion neuer Gase die Resilienz des Gesamtsystems.
Klimaneutralität macht die Nutzung erneuerbarer und dekarbonisierter Gase erforderlich. Unbestrittene Anwendungsfälle sind ihre stoffliche Nutzung in der Industrie (z.B. Ammoniak, Stahl), im nicht elektrifizierbaren Energieverbrauch (z.B. Flug- und Schiffsverkehr) sowie die Absicherung der Strom- und Wärmeversorgung (z.B. „Dunkelflaute“). Angesichts erheblicher Unsicherheiten schwanken die Schätzungen der entsprechenden Bedarfe. Eine von uns beauftragte Metastudie, die die Ergebnisse mehrerer anerkannter Klimaneutralitätsstudien zusammenfasst, weist folgende Bandbreiten aus: Für das Jahr 2030 ergeben sich 49 bis 133 TWh unverzichtbarer („no regret“) Bedarf an erneuerbaren und dekarbonisierten Gasen, für das Jahr 2045 zwischen 127 und 396 TWh.
Der Weg zur Klimaneutralität ist nicht vollständig planbar. Er wird immer wieder durch externe Faktoren herausgefordert werden – die Auswirkungen des Angriffskriegs
Russlands auf die Ukraine haben dies eindrücklich vor Augen geführt. Und es gibt viele weitere Unwägbarkeiten: technologische Entwicklungen, Akzeptanz, Finanzierungsbedingungen, Lieferketten, Fachkräfteverfügbarkeit, Planungsabläufe und nicht zuletzt die Transformationspfade unserer europäischen Nachbarn.
Die beste Antwort auf diese Unsicherheiten ist, möglichst viele Optionen zu schaffen. Handlungsalternativen senken das Risiko hoher Energiekosten, eingeschränkter Versorgungssicherheit, Rückschritten beim Klimaschutz, mangelnder Akzeptanz bei Bürgerinnen und Bürgern sowie Kunden und damit letztlich abnehmender Unterstützung für das Projekt der Transformation hin zur Klimaneutralität.
Angesichts der benannten Unwägbarkeiten ist es wichtig, die Speicherbarkeit erneuerbarer und dekarbonisierter Gase und die dafür bereits vorhandene Infrastruktur zu nutzen. So schaffen wir mehr Optionen und stärken die Resilienz des Gesamtenergiesystems.
Neben rein elektrischen Dekarbonisierungslösungen schaffen daher Anwendungen mit neuen Gasen zusätzliche Lösungsräume für eine Minderung der Umsetzungsrisiken.
Resilienzanwendungen neuer Gase sind beispielsweise bei Hochtemperaturprozessen in der Industrie, beim Schwerlastverkehr auf der Straße und im Bereich der Wärmeversorgung in solchen Fällen zu finden, in denen energieeffiziente Gestaltung und Elektrifizierung keine hinreichenden Lösungen darstellen. Auch bei Resilienzanwendungen neuer Gase schwanken die prognostizierten Bedarfe; sie liegen für 2030 zwischen 20 und 60 TWh, für 2045 zwischen 80 und 434 TWh.
Die bestehende Infrastruktur (Importterminals, Speicher, Fernleitungs- und Verteilnetze) bildet den Ausgangspunkt für die zukünftige Gasnetzinfrastruktur. Die zu leistende Transformation umfasst den Bau neuer Wasserstoffinfrastruktur, die Umstellung bestehender Infrastruktur auf neue Versorgungsaufgaben sowie die Stilllegung von Infrastruktur dort, wo Gase vollständig durch Elektrifizierung ersetzt werden. Machbarkeitsstudien wie auch Demonstrations- und Pilotprojekte der Gaswirtschaft zeigen deutlich, dass einer erfolgreichen und zügigen Transformation der Infrastruktur grundsätzlich nichts entgegensteht. Auf der technischen Seite spricht nichts gegen einen schnellen Start der Umwandlung. Notwendig sind aber politische Richtungsentscheidungen sowie die Weiterentwicklung verlässlicher regulatorischer Rahmenbedingungen. Planungssicherheit ist wichtig, damit auf deren Grundlage die betroffenen Infrastrukturunternehmen Investitionsentscheidungen zügig
treffen können.
Eine von uns in Auftrag gegebene Metastudie zeigt, dass die Nachfragemengen an neuen Gasen, die für Klimaneutralität und Resilienz erforderlich sind, aller Voraussicht nach in ausreichendem Maße und zu vertretbaren Kosten bereitgestellt werden können. Demnach ist im Jahr 2030 mit der Verfügbarkeit von 207 bis 599 TWh neuer Gase (Biomethan und Wasserstoff aus Importen und heimischer Erzeugung) zu rechnen, im Jahr 2045 mit der Verfügbarkeit von 631 bis 1.029 TWh. Die Kostenschätzungen für neue Gase liegen für 2030 zwischen 37,5 und 134 EUR/MWh, für 2045 zwischen 36 und 93 EUR/MWh.
Alle Wertschöpfungsstufen der Gaswirtschaft stehen im Zuge ihrer Transformation vor Anpassungen. Für die dafür erforderlichen weitreichenden Entscheidungen und die damit verbundenen Investitionen muss die Politik die Weichen stellen. Dies betrifft zunächst die Entfaltung der erwarteten Nachfrage nach neuen Gasen, auch in den Resilienzanwendungen. Weitere wichtige Schritte sind die Ausweitung von Klimaschutzverträgen in der Industrie, die Kennzeichnung klimaneutraler Produkte, die Anreizung von H2-Ready-Gaskraftwerken sowie die Etablierung eines Leitmarktes für klimaneutrale Produkte u.a. mittels der Beschaffung durch die öffentliche Hand.
Je stärker Nachfrage, Infrastruktur und Handelsplätze wachsen, desto schneller wird auch das globale Wasserstoffangebot wachsen. Daneben darf aber das Heben nationaler Potenziale nicht vernachlässigt werden. Ein beschleunigter Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung bildet dafür die unverzichtbare Grundlage. Darauf aufbauend sind weitere Schritte erforderlich, um das erklärte Ziel von 10 GW Elektrolyseleistung im Jahr 2030 zu erreichen. Auch die Biomethanerzeugung muss verstärkt unterstützt werden. All dies gilt sowohl für große, zentrale als auch für kleinere, dezentrale Projekte.
Damit die steigende Nachfrage auch von einem entsprechenden Angebot erreicht werden kann, müssen die Rahmenbedingungen für die Infrastrukturtransformation angepasst werden. Die Planung hierzu muss über alle Energiesysteme (Erdgas, Wasserstoff, Strom) erfolgen. Auf kommunaler Ebene ist ein enges Zusammenspiel zwischen Verteilnetzbetreibern und kommunaler Wärmeplanung zu gewährleisten. Planungs- und Genehmigungsverfahren müssen auf die neue „Deutschland-Geschwindigkeit“ gebracht werden. Zugleich ist es erforderlich, die Transformation der Gaswirtschaft auch mit Blick auf die Regulierung der Netze so zu gestalten, dass Erstinvestitionen in Wasserstoffinfrastruktur, die zügig in Angriff genommen werden
können, abgesichert werden.
Die Gaswirtschaft steht mit ihrem Know-how, Kapital und Gestaltungswillen als Partner für die Transformation des Energiesystems hin zur Klimaneutralität zur Verfügung: Wir verfügen über wesentliche Erfahrungen aus der Umstellung der L-Gas-Gebiete auf H-Gas und von Stadtgas auf Erdgas. Wir können die DVGW-Innovationsforschung, eine Vielzahl von Transformationsstudien sowie zahlreiche Demonstrations- und Pilotvorhaben aus der Gaswirtschaft einbringen. Auch für das neu entstehende Handlungsfeld Carbon Management, also Abscheidung, Transport, Speicherung und Weiterverwendung von Kohlenstoffdioxid, stellen wir gerne unsere Expertise zur Verfügung. Wir bauen unser Wissen kontinuierlich aus, erproben Lösungen für die Transformation und führen bereits jetzt erste Geschäftsmodelle in die Praxis ein.
Nicht nur die Bereitstellung von Expertise kann die Gaswirtschaft leisten: Selbstverständlich hat sie die Ambition, die Transformation des Gassystems sowohl technisch als auch unternehmerisch umzusetzen. So testen wir die Wasserstoffverträglichkeit von Anwendungen und beraten die Industrie auf diesem Gebiet. Wir stellen die H2-Readiness der Gasinfrastruktur her, führen Marktabfragen zur Infrastrukturnutzung durch, entwickeln den Hydrogen-Backbone auf Fernleitungsebene und treiben die Weiterentwicklung der heutigen Gasverteilnetze für den Aufbau der Wasserstoffverteilnetzstruktur voran. Wir bauen Einkaufskompetenz auf internationalen Märkten auf und erzeugen dezentral Biomethan und grünen Wasserstoff. Und nicht zuletzt engagieren wir uns für den Aufbau eines EU-weiten Nachweis- und Handelssystems für erneuerbare und dekarbonisierte Gase.
Vor allem aber sind wir davon überzeugt, dass die Transformation des Energiesystems hin zur Klimaneutralität nur integrativ und in umfassender Kooperation mit der gesamten Energiewirtschaft und sämtlichen relevanten politischen, gesellschaftlichen und wissenschaftlichen Akteuren gelingen kann. Deshalb freuen wir uns auf den Austausch mit Ihnen und bringen unsere Expertise und Gestaltungsmöglichkeiten jederzeit gerne ein.
Weitere Informationen zum Thema finden Sie auf der gemeinsamen Webseite der Projektpartner.
