Marktraumumstellung von L- auf H-Gas

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1 Marktraumumstellung von L- auf H-Gas Quelle: ArtmannWitte Fotolia.com Rund 0 Prozent des deutschen Erdgasmarktes werden mit L-Gas versorgt, das aus der deutschen Eigenproduktion und niederländischen Erdgasexporten stammt. Der kontinuierliche Rückgang der einheimischen und niederländischen L-Gas-Produktionsleistung erfordert in den kommenden Jahren nicht nur ansteigende Importe aus Russland, Norwegen und anderen H-Gas-Bezugsquellen mit den dafür notwendigen infrastrukturellen Anpassungen, sondern auch die netztechnische Umstellung einzelner Netzbereiche von L-Gas auf H-Gas. Dieser Artikel zeigt, dass es sich hierbei um einen komplexen Marktraumumstellungprozess handelt, dessen Erfolg von planerischer und technischer Präzision sowie der Kooperation vieler Marktteilnehmer und zeitlich optimal abgestimmter Verfügbarkeit von Ressourcen abhängt. In Deutschland wurden im Jahr 0 rund 9 Mrd. m³ Erdgas verbraucht []. Der deutsche Verbrauch wird entweder durch L-Gas (low calorific gas) oder durch importiertes H-Gas (high calorific gas) gedeckt. Der Transport von L- und H-Gas erfolgt in separaten Leitungssystemen. Die beiden genannten Gasarten unterscheiden sich hinsichtlich ihres Energieinhaltes. Anforderungen an die Gasbeschaffenheiten beider Arten definiert das DVGW-Arbeitsblatt G 60 []. Unterschiedliche Gasarten werden durch den sogenannten Wobbe-Index charakterisiert, der ein Kennwert für die Austauschbarkeit von Gasen hinsichtlich der Wärmebelastung von Gasgeräten ist. Brenngase unterschiedlicher Zusammensetzung zeigen bei gleichem Wobbe-Index und unter gleichem Druck am Brenner eine annähernd gleiche Wärmebelastung [, S. ]. Der maßgebliche obere Wobbe-Index ist definiert als Quotient aus dem oberen Heizwert und der Quadratwurzel der relativen Dichte. Gemäß DVGW-Arbeitsblatt G 60 beträgt der Nennwert des oberen Wobbe-Indexes für L-Gas der. Gasfamilie, kwh/m³ mit einer Schwankungsbreite von +0,6/-, kwh/m³ im öffentlichen Verteilnetz. Für H-Gas ist der Nennwert des oberen Wobbe-Indexes auf,0 kwh/m³ festgesetzt, wobei eine Schwankungsbreite von +0,7/-, kwh/m³ im örtlichen Verteilnetz zugelassen ist. Entwicklung der deutschen und niederländischen Produktion L-Gas deckt derzeit rund 0 Prozent des in Deutschland verbrauchten Erdgases ab. Es stammt aus deutschen und niederländischen 96 energie wasser-praxis DVGW-Jahresrevue /0

2 Produktionsaufkommen, die sich überwiegend in den nördlichen Teilen beider Länder befinden. Die deutsche Produktion ist seit einigen Jahren rückläufig. Abbildung zeigt die Entwicklung der deutschen Produktionsaufkommen, basierend auf Daten der Reservenberichte der Jahre 000 bis 0 [] des Landesamtes für Bergbau, Energie und Geologie. Die Abbildung verdeutlicht, dass seit dem Jahr 00 ein stetiger Rückgang der geförderten Gasmenge zu verzeichnen ist. Auch in Zukunft ist von einem weiteren Absinken auszugehen, das nicht durch die Erschließung neuer inländischer Gasvorkommen bzw. neuer Erdgasfördermethoden kompensiert werden kann. L-Gas-Aufkommenssituation analysiert und verschiedenen Bedarfsszenarien gegenüberstellt. Abbildung zeigt die Kapazitätsbilanz des NEP 0 []. Neben der inländischen Produktion und Importen aus den Niederlanden wird ein Teil des benötigten L-Gases durch Einspeisekapazitäten aus den Speichern bereitgestellt. Auf der Bedarfsseite wurde ein Szenario mit einem abnehmenden Kapazitätsbedarf (violette Linie), einem zunehmenden Bedarf unter Berücksichtigung neuer Kraftwerke (blaue Linie) und einem sehr hohen Bedarf aufgrund der Lang- fristprognose zusätzlicher Kapazitäten von Verteilnetzbetreibern (grüne Linie) betrachtet. Die rote Linie zeigt den im Jahr 0 tatsächlich aufgetretenen Maximalbedarf. Beim Vergleich dieser Linie mit der verfügbaren L-Gas-Leistung wird deutlich, dass in dieser Prognose bereits ab dem Jahr 07 der beobachtete Maximalbedarf durch die Aufkommensquellen nicht mehr gedeckt werden kann. In den Folgejahren tritt zudem eine deutliche Verstärkung der Unterdeckung auf, sodass frühzeitig entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden müssen, um das Leistungsfehl auszugleichen. Mehr als 60 Prozent der in Deutschland benötigten L-Gas-Leistung wird derzeit aus den Niederlanden importiert. Auch hier wird es in naher Zukunft zu deutlichen Rückgängen bei der Produktionsleistung kommen, die ab 00 zu einer Reduktion der L-Gas-Importleistung aus den Niederlanden führen wird. Aktuelle Planungen gehen davon aus, dass ab dem Jahr 00 kein niederländisches L-Gas mehr für den deutschen Markt zur Verfügung stehen wird. Hinzu kommt, dass seit 0 intensiv der Zusammenhang zwischen sich häufenden und an Intensität zunehmenden Erdbeben in der Nähe des größten niederländischen Gasfeldes Slochteren bei Groningen und der Erdgasproduktion diskutiert wird. Der Sachverhalt wird derzeit im Rahmen einer Studie untersucht, deren Abschluss im Verlauf 0 erwartet wird. In Abhängigkeit des Ergebnisses der Studie ist eine beschleunigte Reduktion der niederländischen Produktionskapazität möglich. L-Gas-Kapazitätsbilanz Vor dem Hintergrund der zurückgehenden L-Gas-Reserven hat das Thema Marktraumumstellung Eingang in den jährlich von den Fernleitungsnetzbetreibern zu erstellenden Netzentwicklungsplan Gas (NEP) gefunden. Im Rahmen der Netzplanungen wird die Produktion Reingas [Mrd.] m³ Abb. : Produktionsentwicklung Reingas Deutschland Deutschlandweite L-Gas-Kapazitätsbilanz GWh/h 90,00 90,00 80,00 80,00 70,00 70,00 60,00 60,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0, Inländische Produktion mit Sicherheitsabschlag Import aus NL Speicher Entry Redundanz (Speicher Entry zu NL-Mengen) 0 beobachteter Kapazitätsbedarf abnehmender hoher Kapazitätsbedarf sehr hoher Kapazitätsbedarf Kapazitätsbedarf Abb. : Deutschlandweite L-Gas-Kapazitätsbilanz Quelle: Basierend auf den Reservenberichten der Jahre 000 bis 0 [] des Landesamtes für Bergbau, Energie und Geologie Quelle: NEP 0 [, S. 6] energie wasser-praxis DVGW-Jahresrevue /0 97

3 Marktraumumstellungskonzeption Nr Bereich Achim Versmold Avacon Kraftwerke (Uerdingen + Leverkusen) Verden Walsrode/Fallingbostel Avacon I Nienburg Landesbergen Bremen/Delmenhorst Bremen/Delmenhorst/Belm Neustadt/Avacon II GBW I/ GBW II** Hüthum Cux-/Bremerhaven/ östlicher Teil GTG/EWE-Netz Industrie Marl Osnabrück Limburg Frankfurt Düsseldorf Bestand Düsseldorf Neu Dormagen Bestand Rhein-Main Bonn Aggertalleitung Eine nachhaltige Lösung zur dauerhaften Kompensation der Unterdeckung ist die Umstellung von bisher mit L-Gas versorgten Bereichen auf H-Gas. Basierend auf der Kapazitätsbilanz wurde daher im Rahmen des NEP 0 eine Marktraumumstellungskonzeption erarbeitet, in der die Umstellungsgebiete definiert und für die Umstellung erforderliche technische Ausbaumaßnahmen in den Fernleitungsnetzen identifiziert wurden. Die im NEP Gas 0 aufgeführten Umstellungsgebiete sind in Tabelle dargestellt. Wie aus der Tabelle hervorgeht, sind mit erster Priorität insbesondere Bereiche in Norddeutschland für die Umstellung vorgesehen, die sich schwerpunktmäßig im Netzgebiet der Gasunie Deutschland Transport Services GmbH befinden. Ein wesentliches Kriterium für die Auswahl der Umstellungsgebiete und Festlegung der Reihenfolge ist die Verfügbarkeit der benötigten H-Gas-Transportkapazität und die Antransportmöglichkeiten in die umzustellenden Bereiche. Hierbei wird insbesondere versucht, vorhandene Schnittpunkte Tabelle : Gebiete der Marktraumumstellung gemäß Netzentwicklungsplan Gas 0 /Nowega GASCADE TG /GTG Nord /TG /TG TG Fernleitungsnetzbetreiber Umstellungszeitpunkte bis Umstellungspriorität ( hoch; gering) Quelle: NEP [, S. 70] von H-Gas- und L-Gas-Netzen zu nutzen und Anschlüsse an bestehende H-Gas-Leitungen mit ausreichender Transportkapazität zu realisieren, um die netztechnischen Ausbaumaßnahmen für die Umstellung und die damit einhergehenden Kosten zu minimieren. Ebenfalls wird zur effizienten Gestaltung des Netzausbaus angestrebt, existierende L-Gas-Transportinfrastruktur in die Planungen zu integrieren und diese nach der Umstellung für den H-Gas-Transport nutzbar zu machen. Wichtig für die Festlegung der Umstellungsreihenfolge ist die sichere Beherrschbarkeit der Umstellung der ausgewählten Netzgebiete zum Umstellungszeitpunkt. Insbesondere die Anpassung der Verbrauchsgeräte der Endverbraucher an die neue Gasbeschaffenheit stellt hierbei eine große Herausforderung dar. Insgesamt wird deutschlandweit von Millionen bis 6 Millionen mit L-Gas betriebenen Verbrauchsgeräten ausgegangen, die im Rahmen des Umstellungsprozesses an den höheren Wobbe-Index des H-Gases angepasst werden müssen. Erfahrungen vergangener Umstellungen zeigen, dass rund Prozent der Verbrauchsgeräte nicht angepasst werden kann und diese Geräte daher ausgetauscht werden müssen. Für die Anpassung der übrigen Verbrauchsgeräte stehen derzeit jedoch nur begrenzte personelle Ressourcen zur Verfügung, da in den letzten Jahren in Deutschland Gasbeschaffenheitsumstellungen nur in geringem Umfang durchgeführt worden sind. Unternehmen, die die Anpassung durchführen, müssen Qualifikationskriterien gemäß DVGW-Arbeitsblatt G 676-B [] erfüllen. Bislang gibt es nur zwei Unternehmen in Deutschland, die über eine entsprechende Zertifizierung verfügt. Vor diesem Hintergrund ist geplant, in den ersten Jahren eher kleinere Netzbereiche umzustellen, für die die derzeitigen Ressourcen ausreichend sind. Mit fortschreitendem Umstellungsprozess ist jedoch davon auszugehen, dass sich 98 energie wasser-praxis DVGW-Jahresrevue /0

4 Jahr Jahr Jahr Jahr Jahr Jahr 6 Prozessschritte Marktraumumstellung Entwicklung Marktraumumstellungskonzept Veröffentlichung NEP Erstellung detailliertes Umstellungskonzept Finale Entscheidung im Rahmen des NEP durch Bundesnetzagentur Bestätigung des NEP durch Bundesnetzagentur Projektmanagement Ankündigung und kaskadische Information der betroffenen Netzbetreiber Festlegung Projektorganisation Regelmäßige Treffen der beteiligten Netzbetreiber Ankündigung und Information der Transportkunden und der betroffenen Verbraucher Technische Durchführung Planung und Umsetzung der erforderlichen technischen Maßnahmen Umstellzeitraum Abschluss der Umstellung Kostenwälzung Kostenerfassung und Ermittlung des Wälzungsbetrages Vorläufige Gesamtabrechnung für den Umstellungsbereich Quelle: In Anlehnung an Leitfaden Marktraumumstellung [6] weitere Unternehmen zertifizieren lassen werden und eine größere Zahl an Monteuren für die Anpassung der Endgeräte bereitsteht, sodass dann auch größere Netzgebiete umgestellt werden können. Rechtliche und regulatorische Rahmenbedingungen der Marktraumumstellung Für die Umsetzung der Marktraumumstellungskonzeption ist es wichtig, dass die rechtlichen und regulatorischen Rahmenbedingungen für die Umstellung definiert sind. Der 9 a des Energiewirtschaftsgesetzes legt fest, dass die im Zusammenhang mit der Marktraumumstellung anfallenden Kosten auf alle Gasversorgungsnetze des jeweiligen Marktgebietes umzulegen sind. Eine weitere Detaillierung dieser Vorgabe erfolgt im Hauptteil der Kooperationsvereinbarung [6] zwischen den Gasversorgungsnetztreibern. In Ergänzung zu den Regelungen des Hauptteils beschreibt der Leitfaden Marktraumumstellung [6] als Anlage zur Kooperationsvereinbarung die operativen Abläufe zwischen den Netzbetreibern und legt Zuständigkeiten und Verantwortlichkeiten fest. Ferner gibt der Leitfaden eine Übersicht über erforderliche Prozessschritte und den zeitlichen Ablauf der Marktraumumstellung. Wie Abbildung zeigt, lässt sich der Prozess der Marktraumumstellung in die Blöcke Entwicklung Marktraumumstellungskonzeption, Projektmanagement und technische Durchführung unterteilen. Parallel zu allen Aktivitäten läuft der Kostenwälzungsprozess. Technische Durchführung der Umstellung Drei zentrale Aktivitäten im Rahmen der technischen Durchführung sind die Umsetzung von Maßnahmen für den Antransport, die Einspeisung des H-Gases in die umzustellenden Bereiche und die Anpassung der Verbrauchsgeräte. Die eigentliche Umstellung erfolgt durch die Einstellung der L-Gas- Versorgung und Einspeisung von H-Gas in den umzustellenden Leitungsstrang des Ferngasnetzes zu einem vorher festgelegten und mit den nachgelagerten Netzbetreibern und direkt angeschlossenen Industriekunden abgestimmten Zeitpunkt. Nach Einspeisung des H-Gases schreitet die H-Gas-Front entsprechend des Abnahmeverhaltens der nachgelagerten Netze und der angeschlossenen Industriekunden voran und verdrängt dabei das sich in der Rohrleitung befindliche L-Gas. Vergangene Umstellungen haben gezeigt, dass es in Abhängigkeit von der Dauer des Umstellungsprozesses im Regelfall nur zu einer geringen Vermischung von L- und H-Gas an der Phasengrenze kommt, sodass ein nahezu sprunghafter Anstieg des Wobbe- Index bei Eintreffen der H-Gas-Front an den nachgelagerten Gasübernahmestationen beobachtet wird. Daher muss sichergestellt sein, dass alle in dem umzustellenden Gebiet befindlichen Verbrauchsgeräte sicher mit H-Gas betrieben werden können. Hierzu dient eine Geräteerhebung, die nach DVGW- Arbeitsblatt G 680 [7] empfohlen ist. Im Rahmen der Geräteerhebung wird ermittelt, welche Arten von Verbrauchsgeräten sich in dem umzustellenden Gebiet befinden. Insgesamt gibt es mehrere tausend unterschiedliche Verbrauchsgeräte, für die unterschiedliche Ersatzteile (z. B. Düsen, Düsenstöcke, Blenden etc.) im Rahmen der Geräteanpassung erforderlich sind. Gemäß DVGW-Arbeitsblatt G 680 werden die Gasgeräte in vier verschiedene Gruppen eingeteilt, die sich hinsichtlich des Zeitpunktes und Art der Geräteanpassung unterscheiden. Abb. : Prozesschritte der Marktraumumstellung pro Umstellbezirk energie wasser-praxis DVGW-Jahresrevue /0 99

5 Konventionelle Gasgeräte können vor der H-Gas-Schaltung an die neue Gasbeschaffenheit angepasst werden. Allerding ist hier zwischen Geräten, die lange vor der Schaltung, und Geräten, die erst zeitnah zur Schaltung an die neue Gasbeschaffenheit angepasst werden können, zu unterscheiden. Lange vor der Schaltung lassen sich Heizkessel, Herde, Kocher und Wasserheizer auf die neue Gasbeschaffenheit einstellen. Hingegen sind andere Geräte, wie z. B. Gasgeräte mit Vormischbrenner oder mit Matrix-Strahlungsbrenner, so empfindlich, dass die Anpassung nur zeitnah zur H-Gas-Schaltung erfolgen kann. Die Anpassung nicht-konventioneller Gasgeräte wie Brennwertgeräte, Gebläsebrenner sowie gewerblich genutzter Gasgeräte oder Sondergeräte wird nach der H-Gas-Schaltung vorgenommen. Während bei den meisten Geräten die Anpassung durch eine Einregulierung und eventuellem Düsenwechsel erfolgen kann, besteht bei einigen Sondergeräten die Notwendigkeit, diese umzubauen, um sie anschließend sicher mit H-Gas betreiben zu können. Nach Abschluss der Anpassungsmaßnahmen ist gemäß den Regelungen der G 680 eine entsprechende Qualitätssicherung durchzuführen. Hierzu erfolgt eine Stichprobenüberprüfung von mindestens 0 Prozent der bearbeiteten Geräte. Ausblick Mit dem NEP 0 wurde im April 0 erstmalig eine Marktraumumstellungskonzeption für den deutschen L-Gas-Markt durch die Fernleitungsnetzbetreiber vorgestellt. Auf Basis von Gesprächen zwischen den Fernleitungsnetzbetreibern und ihren nachgelagerten Netzbetreibern sowie angeschlossenen Industriekunden wurde das Marktraumumstellungskonzept in den vergangenen Monaten weiter detailliert. Daraus resultierende Änderungen werden innerhalb des NEP 0 aufgenommen. Die Umstellung erster Bereiche wird voraussichtlich Anfang des Jahres 0 nach erfolgter Bestätigung des NEP 0 durch die Bundesnetzagentur verbindlich initiiert. Aufbauend auf den Erfahrungen dieser ersten Umstellungsprojekte müssen die bestehenden Prozesse und Regelungen validiert und weiter optimiert werden. Entscheidend für die Umstellung des gesamten deutschen L-Gas-Marktes ist der Aufbau ausreichender Ressourcen für die Anpassung der Gasgeräte. Die derzeitigen personellen Ressourcen müssen erheblich gesteigert werden, um in späteren Jahren auch die Umstellung von größeren Netzgebieten gewährleisten zu können. Daher ist es unabdingbar, frühzeitig mit der Umstellung kleiner Gebiete zu beginnen, um entsprechende personelle Ressourcen für die nachfolgenden großen Umstellungsgebiete aufbauen zu können. Der Aufbau entsprechender Kapazitäten bei den Anpassungsfirmen kann dabei durch eine frühzeitige Geräteerhebung unterstützt werden. Zusammenfassung Die deutsche Erdgasproduktion, bei der es sich überwiegend um L-Gas handelt, geht seit einigen Jahren kontinuierlich zurück. Ab dem Jahr 00 werden auch die L-Gas-Importe aus den Niederlanden rückläufig sein. Diese abnehmende Verfügbarkeit von L-Gas führt zu einer Unterdeckung in der L-Gas-Kapazitätsbilanz ab 07. Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen des Netzentwicklungsplans Gas 0 eine Marktraumumstellungskonzeption für die Umstellung von Netzbereichen von L- auf H-Gas entwickelt. Grundsätze für die Wälzung der durch die Marktraumumstellung verursachten Kosten sowie grundlegende Prozessschritte und Verantwortlichkeiten beschreibt die Kooperationsvereinbarung. Neben den netztechnischen Maßnahmen für den Antransport und die Einspeisung des H-Gases in die umzustellenden Gebiete müssen die Verbrauchsgeräte für die neue Gasbeschaffenheit gemäß den Regelungen des DVGW-Arbeitsblattes G 680 ange- passt werden. Derzeit stehen hierfür nur geringe personelle Ressourcen zur Verfügung. Diese müssen in den nächsten Jahren erheblich gesteigert werden, um eine Umstellung des deutschen L-Gas-Marktes entsprechend dem Rückgang der L-Gas Verfügbarkeit zu gewährleisten. W Quellen: [] Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, 0, URL: [] DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V. Technisch-wissenschaftlicher Verein, 0, DVGW-Arbeitsblatt G 60 Gasbeschaffenheit. [] Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie, 000-0, Erdöl und Erdgasreserven in der Bundesrepublik Deutschland. [] Vereinigung der Fernleitungsnetzbetreiber Gas e. V., 0, Netzentwicklungsplan Gas 0. [] DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V. Technisch-wissenschaftlicher Verein, 0, DVGW-Arbeitsblatt G 676-B (A). Beiblatt zum Arbeitsblatt G 676 Qualifikationskriterien für Umbau-, Anpassungs-, Kontrollfirmen und Projektmanagement (Engineeringfirmen). [6] BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e. V., 0, Kooperationsvereinbarung zwischen den Betreibern von in Deutschland gelegenen Gasversorgungsnetzen. [7] DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V. Technisch-wissenschaftlicher Verein, 0, DVGW-Arbeitsblatt G 680 (A) Umstellung und Anpassung von Gasgeräten. Der Autor Dr.-Ing. Volker Höfling ist Projektleiter L-Gas bei der Gasunie Deutschland Services GmbH. Kontakt: Gasunie Deutschland Services GmbH Pelikanplatz 077 Hannover Tel.: volker.hoefling@gasunie.de Internet: 00 energie wasser-praxis DVGW-Jahresrevue /0