Erdgasnetz als Energiespeicher

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1 Erdgasnetz als Energiespeicher 13. Brandenburger Energietag André Plättner Technologiemonitoring / F&E 15. September 2011

2 Engagement als europäischer Erdgasgroßhändler

3 Die Vorgabe

4 Politische Zielrichtung der Energieversorgung in Deutschland bis ,0% 65,0% 50,0% 35,0% 17,0% Werte: Energiekonzept der Bundesregierung,

5 Die Aufgabe

6

7 Stromspeicherung?

8 Zentrale Fragestellungen zum Aufbau einer nachhaltigen Energiespeicherinfrastruktur Wie hoch sind voraussichtliche Erzeugungsdefizite und Überschussstrommengen in Deutschland? Welche Technologien stehen zur Energiespeicherung und zum Energietransport grundsätzlich zur Verfügung? Welche Kosten sind mit dem Aufbau einer großflächigen Energiespeicherstruktur verbunden? Welche Synergien vorhandener Strukturen können zur Minimierung der Ausbaukosten beitragen? Welche politischen und finanziellen Anreize müssen als Voraussetzung für Investitionen für einen solchen nachhaltigen Energiespeichermarkt geschaffen werden?

9 Wie hoch sind voraussichtliche Erzeugungsdefizite und Überschussstrommengen in Deutschland? Quelle: Fraunhofer IWES, ,5 0,9 0, bis 40 TWh Überschussstrom

10 Wie ist die räumliche Verteilung von Überschussstrom und Erzeugungsdefizit? Überschussstrom ist nicht nur zu speichern, sondern auch an andere verbrauchsintensive Regionen zu verteilen

11 Die Lösung

12 Welche Technologinnen stehen zur Energiespeicherung und -transport grundsätzlich zur Verfügung? Stromnetz Gasnetz und Stromnetz

13 Welche Kosten sind mit dem Aufbau einer großflächigen Energiespeicherstruktur verbunden? Quelle RAG,

14 Synergien bei der Verknüpfung von EE mit KWK und Fernwärmenutzung Erneuerbare Energien KWK und Fernwärme Überschussstrom Speicherung Transport Effiziente Rückverstromung

15 Welche Synergien vorhandener Strukturen können zur Minimierung der Ausbaukosten beitragen?

16 Wieviel Energiespeicherpotenzial hat unsere derzeitige Erdgasinfrastruktur (Transport- und Verteilernetze) in Deutschland? Onshore-Windparks in Deutschland: Lieferung von rd. 66 TWh/a Strom Bei einer installierten Leistung von 33 GW entspricht dies rd Volllaststunden/a Umwandlung in Energieträger Wasserstoff (über Elektrolyse): rd. 15 Mrd. m³ Wasserstoff Dies entspricht einem volumetrischen Anteil von ca. 15 % des transportierten Erdgases (METHAN) H2 O2 Wasserstoff Sauerstoff H2 CO2 CO CO CO2 H2O Membran Kathode Anode 2CO Wärme Reaktor Methan CH4 Wasser

17 Zugang zum Gasnetz und Anforderungen an die Gasbeschaffenheit Anforderungen an die Gasbeschaffenheit v. Brenngase: DVGW Arbeitsblatt G260; Nutzung von Gasen aus regenerativen Quellen: DVGW Arbeitsblatt G262 Gasfamilien nach G260: 1. Wasserstoffreiche Brenngase H2-Gehalt 40 bis 67 % (z.b. Stadtgas, Kokereigase) 2. Methanreiche Brenngase (Erdgas L und Erdgas H) 3. Flüssiggase H2 aus regenerativer Erzeugung ist Zusatzgas H2 und Erdgas müssen als Mischgas die G260 erfüllen Max. 4 vol% H2 gilt als unbedenklich Bei unterschiedlichen technischen Anwendungen ist ein gerätespezifisch geringerer Anteil einzuhalten.

18 H2 als Herausforderung für das Erdgasnetz Abrechnung und messtechnische Erfassung Messung von großen Anteilen H2 ist durch die vorhandenen PGC nicht vorgesehen. Methoden zur Messumwertung müssen entwickelt werden Starke Brennwertschwankungen sind möglich Erdgas als Kraftstoff Derzeit sind nur 2% H2 zulässig Veränderung der allgemeinen Gaseigenschaften und damit verbundene Einflüsse auf Verdichtung (Auslegung der Gasturbinen, Vorwärmung, Kompressibilität) Speicherung (Auswirkung auf Aquifer: H2S Bildung, Verringerung der Speicherkapazität) Werkstoffeigenschaften (Versprödung) Keine Erkenntnisse einer Auswirkung auf einzelne Industrieprozesse Brenntechnische Kompatibilität Auswirkung auf vorhandene Gasanwendungstechniken älteren Baujahres nicht abschließend analysiert Industriebrennerhersteller melden Bedenken bei Gasqualitätsschwankungen an G260 => 3% bis 14% je nach Grundgas (Russengas / NVB) möglich

19 Energie-(Speicher)-System: Power to SNG F & E Bedarf / Demonstration

20 Welche politischen und finanziellen Anreize müssen geschaffen werden? EEG KWKG GasNZV EnWG Speichergesetz EEWärmeG

21 Fazit Ausbau der fluktuierenden EE wird weiter zunehmen, damit müssen die Abweichungen zwischen Erzeugung und Last ausgeglichen werden Erzeugungsdefizite und Überschussstrom werden bis 2050 weiter stark ansteigen Das Erdgasnetz bietet bereits heute eine vorhandene Infrastruktur für die Langzeitspeicherung von Energie (Strom, Kraftstoff, Wärme) Verknüpfung von Erdgas- und Stromnetz kann zur Entlastung beim Stromnetzausbau und Lastmanagement beitragen Es besteht F&E Bedarf beim Zusammenwirken der Einzellösungen Für den Energiespeicherausbau sind politische und finanzielle Anreize nötig Ausrichtung der politischen und finanziellen Anreize an einer langfristigen nachhaltigen Energieversorgung mit ausgewogenem Verhältnis der Zielwerte Wirtschaftlichkeit, Umweltverträglichkeit und Versorgungssicherheit bei gleichzeitig hoher Akzeptanz

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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