Verfügbarkeit Infrastruktur: Speicherfähigkeit als Schlüssel. Biomethan der Joker der Energiewende 28. November 2012 Berlin

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1 Verfügbarkeit Infrastruktur: Speicherfähigkeit als Schlüssel Biomethan der Joker der Energiewende 28. November 2012 Berlin Dominic Buchholz DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des KIT

2 Rolle des Gases in einem zukünftigen Energieversorgungssystem eine Perspektive Kernenergie Strom Gas Erdgas Kohle Erneuerbare Energien CO 2 -Abtrennung SNG Methanisierung Elektrolyse Wasserstoff Biogas -NAWARO -SNG aus Holz Synthetisches Gas (z.b. aus Kohle mit CO 2 -Abtrennung GuD-Kraftwerke Kraft- Wärme- Kopplung Unkonventionelle Gase Nutzung von elektrischer Energie und Wärme 2

3 Motivation Benötigte Speicherkapazität für elektrische Energie 2050 Annahmen - Benötigte elektrische Energie 600 TWh/a - Durchschnittliche Last 70 GW - 2/3 volatile Quellen - Benötigter Überbrückungszeitraum: 2 Wochen Benötigte Speicherkapazität ca. 15 TWh Speicherkapazitäten - Pumspeicherkraftwerke in D: 0,04-0,06 TWh - 2,4 Mio Elektrofahrzeuge: 0,04 TWh - Erdgasinfrastruktur: 200 TWh 3

4 Gasnetze in Deutschland Länge Gasnetz in Deutschland Investitionen Gasnetz in Deutschland Niededruck Mitteldruck Hochdruck Länge Gasnetz in km Investitionen Gasnetz in 10 6 Euro/a Quelle:BDEW Jahr 4

5 Gasnetze in Deutschland Quelle: E.ON Ruhrgas AG 5

6 Gasnetze in Deutschland Porenspeicher Saisonaler Mengenausgleich Kavernenspeicher Kurzfristiger Mengenausgleich existierendes Arbeitsgasvolumen - bereits vorhanden 21, m³ - in Planung m³ Gasverbrauch 2011 ca m³ Kapazität für Energiespeicherung ist ausreichend für die zukünftigen Anforderungen 6

7 Erdgasfluss 2011 ca. 0,5 % Transportverlust Vgl. ca. 4 % Transportverluste beim Stromnetz Gasdurchleitung: 200 TWh/a (ca. 19 %) Exportchancen für regenerative Energie 7

8 Komponenten der Gasversorgung Erzeugung Wind/Wasserstoff/Methanisierung Biogas-fermentativ Material Kapazitäten Gasbeschaffenheit. (p, T, V, V, Stoffe) Versorgung Anlagenkomponenten (Verdichter, GDRM etc.) Messtechnik Verteilung Biogas-thermisch Transport / Verteilung Konventionell / LNG Speicher Schiefergas Speicher Zähler Regler Leitungen Maschinen KWK Motoren, Unkonventionelles Gas Kaverne Poren Kugel Röhren Gasgeräte Prozessgas Turbinen Tankstellen Gas-Vertriebs- Produkte Quelle: E.ON 8

9 Was muss bei der Einspeisung von H 2 beachtet werden? H 2 aus Power to Gas eine einfache Alternative? - brenntechnische Anforderungen müssen eingehalten werden - gesamte Gasinfrastruktur muss wasserstoffkompatibel sein - durch H 2 -Einspeisung darf Sicherheitsrisiko nicht steigen - Betrieb von Erdgasanwendungen darf nicht beeinträchtigt werden - eichrechtliche Anforderungen müssen eingehalten werden - internationalen Anforderungen bei grenzüberschreitendem Gastransport müssen beachtet werden - Versorgungssicherheit muss gewährleistet werden 9

10 Stand der Technik Anforderungen Gasnetz Einheit Wert Arbeitsblatt y H2 % < 10* G 262 y CH4 % > 90 G 262 L Gas y CH4 % > 95 G 262 H Gas * Mit Einschränkungen Teilweise strengere H 2 -Grenzen: < 2 % bei Erdgasfahrzeugen (DIN 51624) < 1-5 % bei Gasturbinen (Herstellerangaben) 10

11 Chancen, die das Gasnetz bietet Ziele der DVGW-Innovationsoffensive - Ausbau der technologischen Basis für den Energieträger Gas im Hinblick auf Klimaschutz, Energieeffizienz und Innovationen - Unterstützung der Energiewende durch saisonale Speicherung, Transport, Bereitstellung und Fluktuationsausgleich von erneuerbarem Strom - Das Gasnetz weist ein hohes Potential im zukünftigen System der Energieversorgung und in der Wärmebereitstellung auf: Transport regenerativer gasförmiger Energieträger in der bestehenden Gasinfrastruktur: Greening of Gas Auf- und Ausbau von Verfahren und Technologien zur Optimierung von Verteilnetzen: Smart Gas Grids Unterstützung bei der Einführung innovativer Gas-Anwendungen: Gas-Plus-Technologien - Aufbau von Kooperationen zur Umsetzung 11

12 Identifizierte Hemmnisse bei der Einspeisung von EE-Gasen in das Erdgasnetz Einschätzung basiert auf Erfahrungen aus der Einspeisung von Biogas seit 2006 und der Nutzung unterschiedlichen Erdgasqualitäten Hemmnis Abrechnung Nutzungsstrategien Gasnetz Gasreinigung Odorierung Regelwerke Demonstrationsprojekte Kostenreduktion über Technologieentwicklungen Forschung DVGW im Rahmen der Innovationsoffensive Energiemessung ReKo System für Transport und Verteilnetz Systemanalyse II, KWK, BZ, Gaswärmepumpe; THG Minderungspotentiale Energiespeicherkonzepte; Systemanalyse I; Materialfragen Biogas aus Abfall; Biogas Monitoring I+II; Deodorierung bei Rückspeisung in höhergelagerte Netze Ständige Überarbeitung der Regelwerke Begleitung von Demonstrationsprojekten; Innovation City Bottrop; Gas Plus Lab Karlsruhe CO 2 Entfernung, Druckfermentation, Methanisierung 12

13 Zusammenfassung und Ausblick - Gasinfrastruktur ist deutschlandweit flächendeckend vorhanden - Speicherkapazität der Gasinfrastruktur ist um Größenordnungen höher als von anderen Energiespeicherkonzepten - Adaption des Erdgasnetzes zur Aufnahme CH 4 -basierter EE-Gase möglich - PtG-Technologien/Verfahren müssen weiterentwickelt werden - Betriebserfahrungen an Demoanlagen müssen gesammelt werden -H 2 -Zumischgrenzen bei der Einspeisung ins Erdgasnetz müssen ganzheitlich bewertet werden - Regulatorische Rahmenbedingungen müssen verbessert werden - Geschäftsmodelle müssen entwickelt werden 13

14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: Dipl.-Ing. Dominic Buchholz Tel.: 0721 / ; 14

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