Gas-Infrastruktur: Voraussetzung für den Ausbau regenerativer Energiequellen

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Arthur Fiedler
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1 Gas-Infrastruktur: Voraussetzung für den Ausbau regenerativer Energiequellen Dr.-Ing. Volker Bartsch Leiter Büro Berlin Robert-Koch-Platz Berlin bartsch@dvgw.de

2 Tätigkeitsfelder des DVGW

DVGW Gas- und Wasserforschung Regionale Cluster TU Hamburg- Harburg Gasanwendung, Gasklimatisierung, Umwelttechnik, Energieversorgung GWI Essen Gasgeräte, Heizungstechnik, Gasinstallation IWW

3 DVGW Gas- und Wasserforschung Regionale Cluster TU Hamburg- Harburg Gasanwendung, Gasklimatisierung, Umwelttechnik, Energieversorgung GWI Essen Gasgeräte, Heizungstechnik, Gasinstallation IWW Mühlheim Universität Karlsruhe Gaschemie, Gaseigenschaften, Odorierung TZW Karlsruhe TZW TUHH Wasserressourcen u. Wasserforschung TU Clausthal Upstream Anwendung TZW Dresden TU Freiberg DBI-GUT und GTI Exploration, Netze, Energieeffizienz, Bioenergie, Vergasung

4 DVGW-Innovationsoffensive Forschungsprojekte Systemanalyse Gaserzeugung & -aufbereitung Netzmanagement Anwendungstechnologien

5 Energieversorgungsstrukturen verändern sich. Vielzahl regenerierbarer Quellen Vielzahl neuer Applikationen politische Vorbehalte, Subventionstatbestände Volatilität nimmt deutlich zu Rückgang Wärmemarkt Bei fossilen Energienträgern, insbesondere bei Gas, durch unkonventionelle Gase (USA), kein Engpass Technologieschübe

6 Modell eines Einspeiseprofils 2030 aus Erneuerbaren Energien in das Stromnetz MW Erneuerbare Energien führen zu einer Verlagerung von einer nachfrage- zu einer anbietergesteuerten Versorgungsstruktur. 70'000 60'000 50'000 PV Wind-Onshore Wind-Offshore Mit den vorhandenen Netzstrukturen ist dies nicht möglich. 40'000 30'000 20'000 Daher ist der Aufbau von Energiespeichern zwingend notwendig 10' h Quelle: Prognos AG

8 Die Rolle des Gases in einem zukünftigen Energieversorgungssystem - Power to Gas. Kernenergie Strom Gas Erdgas CO2-Abtrennung Kohle Erneuerbare Energien, Wind Wasserstoff GuD-Kraftwerke Biogas -Gülle, NAWARO -Biomasse, Holz Synthetisches Gas (z.b. aus Kohle mit CO2-Abtrennung Kraft- Wärme- Kopplung Nutzung von elektrischer Energie und Wärme

9 Schnittpunkte Transportnetz Erdgas und Strom. Erdgasspeicher Erdgastransportnetz > 60 bar Stromnetz 220 kv Stromnetz 380 kv

10 Potential für die Region

11 Aufnahmekapazitäten des Erdgasnetzes für Wasserstoff - einige Abschätzungen wurden durch das Erdgasleitungsnetz ca TWh Energie verteilt (im Stromnetz ca. 580 TWh) Aufnahmekapazität des Erdgasnetzes für verschiedene Szenarien 100% des Windenergieertrages (ca. 27 TWh/a) des Jahres 2009 würden einen mittl. Wasserstoffanteil von 7,8 Vol.-% im Erdgasleitungsnetz ergeben 20 % des Windenergieertrages (ca. 15 TWh/a) aus dem IEKP Ziel 2020 als angenommener Überschussstrom würden einen mittl. Wasserstoffanteil von 4 Vol.-% im Erdgasleitungsnetz ergeben

14 Nutzung des regenerativen Stromüberschusses nach dem Exergie-Gebot Nutzung solange wie möglich im Stromnetz Wasserstoff-Elektrolyse und Einspeisung in das Gasnetz (Wirkungsgrad: ca. 80 %) Bei Limitationen Methanisierung (20 % Konversionsverlust) Die Methanisierung ist eine wichtig Stufe zur Erzeugung für Methan als Rohstoff, z.b. für die chemische Industrie

16 Gas (Erdgas, Biogas, Wasserstoff, synthetisches Methan) ist ein wesentlicher Bestandteil eines zukünftigen Energiesystems. Die 4 Kernelemente sind: 1. Biogas als grundlastfähige regenerative Energie 2. Aufnahme und Speicherung von Wasserstoff / syn. Methan im Gasnetz zur Stabilisierung der Stromnetze 3. Stromgeführte Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) mit hoher Effizienz zur Ausregelung von Windenergie und Photovoltaik, mit elektrischem Wirkungsgrad von bis zu 60% 4. Intelligente Nutzung der Abwärme aus dezentraler KWK zur Reduzierung des Isolationsaufwandes von Gebäuden und zur Substitution von Stromapplikationen zur Wärmeproduktion. Bei Nutzung der Abwärme ist die Gesamtenergie-Effizienz kaum zu übertreffen. Gleichzeitig können Isolationsaufwendungen für Gebäude bestand erheblich reduziert werden.

-Gülle, NAWARO -Biomasse, Holz Synthetisches Gas (z.b.

17 Konvergenz der Energienetze Kernenergie Strom Gas Erdgas CO2-Abtrennung Kohle Erneuerbare Energien, Wind Wasserstoff GuD-Kraftwerke Biogas -Gülle, NAWARO -Biomasse, Holz Synthetisches Gas (z.b. aus Kohle mit CO2-Abtrennung Kraft- Wärme- Kopplung Nutzung von elektrischer Energie und Wärme

19 Der Energieträger Gas ist der Problemlöser. Gas... entlasted die Stromnetze verfügt über die notwendigen Speicherkapazitäten ermöglicht den weiteren Ausbau regenerativer Energien ermöglicht über die Kraft-Wärme-Kopplung ein Maximum an Energieeffizienz ermöglicht eine drastische Reduktion des Aufwandes zur Gebäudesanierung (bei gleichen CO2-Minderungszielen) ist Träger einer stabilen Energieversorgung

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