Management-Summary

Derzeit wird der Primärenergiebedarf in Deutschland zu etwa fünf Sechsteln von fossilen Energieträgern gedeckt, die zum weitaus überwiegenden Teil importiert werden.[3] Um die Klimaneutralität spätestens im Jahr 2050 zu erreichen, ist es dringend notwendig, den Anteil erneuerbarer Energien zügig signifikant zu steigern und sie der Industrie, der Mobilität und dem Wärmemarkt zur Verfügung zu stellen. Hierbei kommt klimaneutralen Gasen und insbesondere Wasserstoff eine besondere Rolle zu, da sie perspektivisch den substanziellen Energieimportbedarf abdecken werden.

Der politische Diskurs zum Thema Wasserstoff entfaltet eine intensive Wirkung in allen Sektoren. Zunehmend mehr Anwendungen sollen bereits kurzfristig mit Wasserstoff betrieben werden. Perspektivisch ist eine flächendeckende Nachfrage zu erwarten. Erste Industriebetriebe bereiten die Umstellung ihrer Prozesse vor, Quartiere werden über Brennstoffzellen und Wasserstoff-KWK- Anlagen mit Strom und Wärme versorgt, ÖPNV und Individualver- kehr nutzen zunehmend Wasserstoff, Prototypen für Wasserstoff-Heizgeräte sind vorgestellt.

Ein Großteil der Energieabnehmer in den Sektoren Industrie, Gewerbe, Wärme sowie Stromerzeugung in Deutschland ist heute an die Gasverteilnetze angeschlossen. Damit sind die Gas- verteilnetze elementarer Bestandteil der verlässlichen Versorgung und Rückgrat für den Wirtschaftsstandort Deutschland sowie für die privaten Haushalte. Gasverteilnetze bieten technisch und wirt- schaftlich ideale Voraussetzungen, um klimaneutrale Gase aufzunehmen, zu speichern, zu transportieren und in alle Sektoren zu verteilen. Sie werden sich daher zur führenden Verteilinfrastruktur von Wasserstoff entwickeln. Den Transformationspfad dieser Infrastruktur hin zur Klimaneutralität beschreibt H2vorOrt mit der Expertise der 33 Projektpartner gemeinsam mit dem DVGW.

Schon heute können Biomethan und synthetisches Methan problemlos von der bestehenden Gasnetzinfrastruktur aufgenommen werden. Auch nach gegenwärtigem Regelwerk können bereits bereits bis zu 10 Volumenprozent Wasserstoff beigemischt werden. Die Einspeisung von größeren Mengen Wasserstoff und die Umstellung auf 100 Volumenprozent Wasserstoff erfordert eine schrittweise technische Anpassung bzw. eine Weiterentwicklung der Gasverteilnetze sowie der daran angeschlossenen Kundenanlagen. Diese muss jetzt gestartet werden, um spätestens in 2050 über ein flächendeckend voll funktionsfähiges System zu verfügen.

Mit der Biomethannutzung und der bereits möglichen Beimischung von Wasserstoff können dabei sehr zeitnah großflächige und umfangreiche CO2-Reduktionen realisiert werden, insbesondere auch dort, wo heute noch Öl und Kohle verwendet werden. Auch den regionalen Industrie- und Gewerbebetrieben wird so eine technologisch für alle Beteiligten umsetzbare Lösung zur Dekar- bonisierung geboten, die zugleich die lokale Wertschöpfung unter- stützt. Mittelfristig kann dann im Rahmen einer abschnittsweisen Netzumstellung auf Wasserstoff oder andere klimaneutrale Gase schnell und mit vergleichsweise geringen Kosten der Gebäude- bestand vollständig dekarbonisiert werden.

Die Projektpartner von „H2vorOrt – Wasserstoff über die Gas- verteilnetze für alle nutzbar machen“ sind davon überzeugt, dass das vielseitige Medium Wasserstoff effektive Dekarbonisierung und Sektorenkopplung ermöglichen und damit entscheidend dazu beitragen wird, die Klimaziele sicher und volkswirtschaftlich effizient zu erreichen. Der Dekarbonisierungsprozess der Gasinfra- struktur sollte daher zügig und umfassend angegangen werden.

Die Gasverteilnetzbetreiber des Projektes H2vorOrt werden dazu ihre aufgezeigten Projekte weiter vorantreiben und die Investitions- entscheidungen finalisieren. Konkret sieht das Zukunftsbild für Wasserstoff in den Gasverteil- netzen eine Umstellung auf drei Ebenen vor, die zeitgleich eine überregionale Transportinfrastruktur als auch lokale Erzeugungs- und Verteilungspotenziale zu einer Gesamtstrategie zusammenführt:

Die überregionale und transnationale Versorgung mit Wasserstoff erfolgt über den sog. H2-Backbone der Fernleitungsnetzbetreiber, welcher nach derzeitigem Planungsstand beginnend im Nord- westen Deutschlands in drei Ausbaustufen bis spätestens
2040 fertig gestellt wird.[4] Dieses H2-Fernleitungsnetz basiert zu 90 Prozent auf dem bestehenden Erdgasnetz und soll nach Fertig- stellung ca. 5.900 km umfassen. Es dient als eine international vernetzte Infrastruktur zum Transport von reinem Wasserstoff und bietet die Perspektive, gesichert große Mengen Wasserstoff importieren und deutschlandweit über die Gasverteilnetze an eine große Menge Anwender verteilen zu können. Über den Backbone wird auch der Zugang zu den Gasspeichern gewährleistet. Die Verteilnetzbetreiber werden sich nachhaltig dafür engagieren, dass die Entwicklung des H2-Backbones gegenüber den gegen- wärtigen ersten Planungen weiter beschleunigt werden kann. Ziel ist es, dass alle Regionen Deutschlands frühzeitig Zugang zu klima- neutralem Wasserstoff in den benötigten Mengen haben sollen.

Flankierend und zeitlich parallel zur wachsenden überregionalen Wasserstoffversorgung bietet die lokale Erzeugung und Nutzung von Wasserstoff und anderen klimaneutralen Gasen mehr als aus- reichend Potenzial, um die Dekarbonisierung der Gasinfrastruktur vor Ort zu beginnen. So kann Wasserstoff schon frühzeitig gerade auch in den Regionen zur Verfügung stehen, die erst nach 2035 an den H2-Backbone angeschlossen werden können. Dies führt zu vielen Wasserstoff-Pilotregionen sowie weiteren Projekten vor Ort.

Jedes Gasverteilnetz in Deutschland hat seine eigenen regionalen Gegebenheiten. Damit die Energiewende vor Ort zum Erfolg wird, müssen diese Spezifika stets berücksichtigt werden. Nach Analyse und Planungsprozess wird deshalb damit begonnen, die Gasver- teilnetze in einer ersten Phase zu ertüchtigen bzw. auf andere klimaneutrale Gase umzustellen. Dafür werden entsprechend den Analysen einzelne Netzabschnitte frühzeitig und bedarfsgerecht zur Durchleitung von perspektivisch 100 Prozent Wasserstoff ertüchtigt. Parallel dazu werden in bestimmten Netzabschnitten über die lokale Wasserstofferzeugung mittels Power-to-Gas oder alternativer Technologien bereits 20 Prozent H₂ beigemischt oder diese Netzabschnitte auf 100 Prozent H₂ umgestellt.

In der folgenden Phase ist der H₂-Backbone in Betrieb. Damit stehen größere Mengen Wasserstoff zur Verfügung und die Ertüchtigung der Gasverteilnetze schreitet zügig voran, bis das gesamte Gasverteilnetz einzig für den Transport klimaneutraler Gase zur Verfügung steht. Dabei können Netzabschnitte mit 100 Prozent Wasserstoff, Bio-/EE-Methan in Reinform oder mit Beimischung von Wasserstoff zu Bio-/EE-Methan nebeneinander existieren. Der Großteil der Projektpartner geht davon aus, dass es eine bedarfsorientierte Koexistenz von 100-Prozent-Wasserstoff-Netzabschnitten und anderen Netzabschnitten, die grünes Methan mit Wasserstoff-Beimischung enthalten, in ihren Netzen geben wird. Die volkswirtschaftlich sinnvolle, da kosteneffiziente Nutzung bereits bestehender Netze hat im gesamten Transfor- mationsprozess eine hohe Priorität.