Eine vollständige Umstellung der Gasverteilnetze auf klimaneutrale Gase ist möglich und sinnvoll

Diese Vorteile auf dem Weg zur Klimaneutralität können ihre positive Wirkung allerdings nur voll entfalten, wenn die Dekar- bonisierung und die Energiewende mittels klimaneutraler Gase als regionaler und lokaler Prozess verstanden werden – ganz im Sinne des Titels dieses Projekts. Das heißt, die Energiewende hin zur klimaneutralen Energieversorgung mit Gasen sollte sich immer unter Berücksichtigung der lokalen Gegebenheiten und im Dialog mit den lokalen Verbrauchern und der kommunalen Politik vollziehen. So wird es gleichzeitig Regionen geben, die zügig auf 20 Prozent und 100 Prozent H2 umsteigen, und andere Regionen, in denen Biomethan oder Methan aus erneuerbaren Energien eine höhere Bedeutung für die örtliche Versorgung haben wird.

Der Markt für klimaneutrale Gase muss sich mittels der richtigen Weichenstellungen so entwickeln, dass die wachsende Nachfrage jederzeit gedeckt werden kann und keine Mangellage entsteht. Wichtig ist jedoch, dass die dafür notwendigen politischen Weichen- stellungen jetzt konsequent angegangen werden.

Bei der Umstellung deutscher Verteilnetzabschnitte auf Wasserstoff kann in vielen Fällen zunächst die lokale Industrie als Zugpferd für die Dekarbonisierung von Netzabschnittsgebieten fungieren. Steigende Beimischungen bis 20 Prozent und Umstellung auf 100 Prozent H2 ermöglichen es, die notwendige Dekarbonisierung der Industrie vor- anzutreiben und gleichzeitig den lokalen Wärmemarkt und damit alle Kunden, die mit Gas versorgt werden, klimaneutral werden zu lassen.

Es ist von elementarer Wichtigkeit, dass die Dekarbonisierungs- potenziale der Gasversorgung nun konsequent und frühzeitig genutzt werden. Eine reine Strom- bzw. Stromerzeugungswende wird bei weitem nicht ausreichen, um die Klimaneutralität im avisierten Zeitrahmen zu erreichen, und ohne die Nutzung klima- neutraler Gase im Wärmemarkt auch zu deutlich höheren Kosten für viele Verbraucher führen. Die Projektpartner sind davon über- zeugt, dass das vielseitige Medium H2 Sektorenkopplung effektiv ermöglichen und damit entscheidend dazu beitragen wird, dass die Klimaschutzziele für 2030 und 2050 sicher und volkswirtschaft- lich effizient erreicht werden.

In der Nationalen Wasserstoffstrategie ist ebenso wie in der EU- Wasserstoffstrategie die Errichtung von Wasserstofferzeugungs- anlagen und -anwendungen in großen Dimensionen als politisches Ziel beschrieben.[15] Sie sollen Kern einer entstehenden umfangrei- chen Wasserstoffwirtschaft vor Ort sein. Dafür ist ebenfalls vor Ort eine frühzeitige Initiierung der notwendigen Infrastrukturan- passungen, beginnend mit Analysen und Planungen, die dringend notwendige Voraussetzung. Dies wollen wir als Verteilnetzbetrei- ber leisten und jetzt damit beginnen, um rechtzeitig über ein voll funktionsfähiges Gesamtsystem zu verfügen.

Den Projektpartnern ist es als Verteilnetzbetreibern ein wichtiges Anliegen, sowohl einen Überblick über das bundesweite Gasver- teilnetz als auch einen Einblick in die spezifischen Gegebenheiten vor Ort in einzelnen Netzgebieten und Teilnetzen zu geben. Daher werden zunächst die aus Projektsicht zentralen drei Säulen der Dekarbonisierung der Gasverteilnetze betrachtet. Diese drei Säulen sind:

1. die überregionale Versorgung mit Wasserstoff durch den Backbone
2. die dezentrale Erzeugung von Wasserstoff in Deutschland
3. Biomethan und klimaneutrales synthetisches Methan

Anschließend wird auf den konkreten Dekarbonisierungsprozess vor Ort eingegangen. Denn die Projektpartner sind überzeugt, dass es zur Erreichung der Klimaneutralität wichtig ist, neben einem gesamtsystemischen Ansatz „von oben“ stets auch die dezentrale Entwicklung „von unten“ gleichrangig zu verfolgen. Auf diese Weise entsteht ein funktionsfähiges Gesamtbild, das den Spezifika und Anforderungen der Energiewende sowohl auf Gesamtsystemebene als auch hinsichtlich der notwendigen Dezentralität gerecht werden kann. Um die Anschlussfähigkeit des hier dargestellten Zielbilds sicherzustellen, befinden sich die Projektbeteiligten in einem kontinuierlichen und konstruktiven Austauschprozess mit Fernleitungsnetzbetreibern und Vertretern der Gerätehersteller.

Die überregionale Versorgung mit Wasserstoff durch den Backbone

Die Möglichkeit und die Intensität der Versorgung der Gasverteil- netze über den Backbone hängen von dessen Ausbaufortschritt ab. Eine erste Auswertung der hierzu vorhandenen Veröffentlichungen führt zu einer Skizzierung der folgenden drei Ausbaustufen:

Gegenwärtig wird das Erreichen von Stufe eins bis 2030 anvisiert. Dies entspricht in etwa auch den Inhalten des aktuellen Entwurfs im Netzentwicklungsplan Gas. Ausbaustufe zwei soll bis 2035 erreicht sein und Ausbaustufe drei bis 2040. Dementsprechend ist die Verfügbarkeit von Wasserstoff über den Backbone für die Verteilnetze regional zeitlich in drei geographische Gebiete gestaffelt (gelb, grün, magenta vom Nordwesten bis in den Süd- osten Deutschlands). Dies bedeutet auch, dass die Möglichkeiten einer physischen Lieferung von Wasserstoff bis 2040 regional unterschiedlich ausgeprägt sein werden. Es ist daher von großer Bedeutung, dass einzelnen Unternehmen infolge ihres jeweiligen Standorts keine Nachteile erwachsen, wenn z. B. eine physische Lieferung nur in begrenztem Umfang möglich ist. Über die Mög- lichkeit der bilanziellen Nutzung von dekarbonisierten Gasen könnten solche Nachteile sicher ausgeschlossen werden. Hierzu sind bereits erste Herstellungsnachweissysteme in der Entwick- lung (z. B. das System CertifHy).

Analog zur heutigen Versorgung mit fossilem Erdgas wird der größte Teil der dekarbonisierten Gasmengen in den Gasverteilnetzen auch zukünftig durch die bestehende Gasfernleitungsinfrastruktur und insbesondere über den H2-Backbone bereitgestellt werden.

Für die zügige Dekarbonisierung von Industrie, Gewerbe und dem Gebäudebestand ist es daher wichtig, dass ein bedarfsorientierter Ausbau des Backbones so zügig wie möglich realisiert wird.

Biomethan ermöglicht den sofortigen Einstieg in eine klimaneu- trale Gasversorgung. Es bestehen in diesem Kontext erhebliche Grüngaspotenziale, die zügig aktiviert werden können. Hierfür ist es jedoch – wie bei allen klimaneutralen Gasen – notwendig, dass diese marktfähig gemacht werden (siehe Kap. 5.1).

Durch die Umrüstung der in Gasnetznähe gelegenen Biogasanlagen, deren EEG-Förderungszeitraum beendet ist, den Zusammenschluss kleinerer Anlagen und die Kombination mit einem Elektrolyseur vor Ort16 können zügig zusätzliche große Mengen Bio- und EE-Methan erzeugt und eingespeist werden. Das entsprechende Potenzial be- läuft sich auf bis zu 169 TWh.17 Als Anlagenstandorte eignet sich in diesem Kontext eine große Anzahl von Bundesländern.

Darüber hinaus besteht die Chance, dass Elektrolyse-Wasserstoff, der außerhalb Deutschlands produziert wird, im Erzeugerland CO2- neutral methanisiert18 und verflüssigt wird. Auf diese Weise kann die bestehende LNG-Infrastruktur für den Transport des Gases nach Deutschland genutzt werden. Hierdurch könnte es direkt fossiles Erdgas ersetzen.

H2vorOrt – von der separierten Insellösung zur breitenwirksamen Klimaneutralität

Jedes Gasverteilnetz in Deutschland hat seine eigenen regionalen Gegebenheiten. Damit die Energiewende vor Ort zum Erfolg wird, müssen diese Spezifika stets berücksichtigt werden. Eine Pauschal- lösung nach dem Prinzip „one fits all“ für alle Verteilnetze wird es im Detail nicht geben; es müssen stets regionale Erzeugungs- und Verbrauchsstrukturen der Akteure vor Ort berücksichtigt und in Einklang gebracht werden.

Daher ist es von zentraler Bedeutung, dass die Verteilnetzbetreiber zeitnah in den kontinuierlichen Dialog mit Anwendern, Erzeugern, Politik und weiteren Stakeholdern wie Installateuren, Heizungsher- stellern etc. treten und diesen Dialog stetig und dauerhaft führen. In diesem Rahmen ist es besonders wichtig, in Zusammenarbeit mit der lokalen Wirtschaft Dekarbonisierungslösungen zu erar- beiten, die effektiv und zielgerichtet auf eine breite Akzeptanz stoßen. Diese regionalspezifischen Lösungen und Umstellpfade müssen von geeigneten bundesweit geltenden Gesetzen und Regelungen ermöglicht und flankiert werden.

Der Weg in die Klimaneutralität vor Ort

Die Initialphase: In einem ersten Schritt wird damit begonnen, das Verteilnetz für die langfristige ausschließliche Nutzung von klimaneutralen Gasen zu ertüchtigen und es damit entsprechend der lokalen Planung H2-ready zu machen. Gleichzeitig werden einzelne Netzabschnitte frühzeitig und bedarfsgerecht über lokale H2-Produktion aus Elektrolyse oder alternativen Technologien auf 20 Prozent oder 100 Prozent H2 umgestellt. Ebenso trägt die Nutzung von lokalem Biomethan zusätzlich zur Dekarbonisierung bei. Über 90 Prozent der Projektpartner von H2vorOrt haben bereits potenzielle Demonstrationsgebiete für diesen Prozess identifiziert oder verfügen über Inselnetze, die sich für eine vorzeitige Umstellung eignen.

Ausbauphase (ab 2030/35/40*): Der Backbone ist nun auf- gebaut und damit sind größere Mengen H2 vor Ort verfügbar. Es werden weitere Netzabschnitte auf 20 Prozent bzw. 100 Prozent Wasserstoff umgestellt. Die Ertüchtigung der Gasverteilnetze schreitet weiter zügig voran. Schon heute sehen über 95 Prozent der Projektpartner die technische Möglichkeit, bei der Umstellung auf Wasserstoff netzabschnittsweise vorzugehen.

Der Zielzustand 2050: Das gesamte Verteilnetzgebiet ist nun gasseitig klimaneutral bzw. transportiert nur noch klimaneutrale Gase und ist dafür infrastrukturell vollständig ertüchtigt. Dabei können Netzabschnitte mit 100 Prozent H2, Bio-/EE-Methan in Reinform oder mit Beimischung von aktuell ca. 20 Prozent Wasser- stoff zu anderen klimaneutralen Gasen nebeneinander existieren. Der Großteil der Projektpartner geht davon aus, dass es eine bedarfsorientierte Koexistenz von 100-Prozent-H2-Netzabschnitten und Netzabschnitten, die grünes Methan mit H2-Beimischung enthalten, in ihren Netzen geben wird. Knapp 25 Prozent gehen davon aus, dass sie in 2050 ausschließlich Leitungen betreiben werden, die zu 100 Prozent Wasserstoff transportieren.

* je nach Lage des Netzgebiets in Ausbaustufe 1–3 des Backbones

Der Transformationsprozess hin zu klimafreundlichen Gasen findet hohe Akzeptanz

Erste Erfahrungen der Projektpartner aus Pilotprojekten im Wärme- sektor (im Kontext von H2-Beimischungen ins Gasverteilnetz) machen deutlich, dass die Weiternutzung der Gasanwendungen und des Gasverteilnetzes mit klimaneutralen Gasen eine hohe Akzeptanz bei den Verbrauchern und allen weiteren Endanwendern findet. Die Verbraucher und die Kommunen können darüber volle Klimaneutralität erreichen, ohne dabei deutlich kostenintensivere und aufwändige Infrastrukturinvestitionen wie z. B. einen Wechsel von gasbetriebenen Geräten und Anlagen zu anderen Technologien und Energieträgern vornehmen zu müssen.

Konkrete Wertschöpfung vor Ort

Die H2-Readiness eines Netzabschnitts wird zum Standortvorteil für Industrie und Gewerbebetriebe. Sie wird also zum Faktor für eine wachsende Zahl von Kommunen, wenn es darum geht, sich als Wirtschaftsstandort zukunftsfähig und nachhaltig zu positio- nieren. Zudem bringt sie die Energiewende vor Ort konkret voran, indem sie durch die Ermöglichung der Transportfähigkeit des Wasserstoffs die Ansiedlung lokaler H2-Erzeugungsanlagen wie Elektrolyseure oder Pyrolyse begünstigt.
Doch auch in Netzabschnitten, die mittel- oder langfristig mit synthetischem, klimaneutralem Methan versorgt werden, wird durch das Gasverteilnetz lokal und regional signifikante Wertschöpfung geschaffen. Das deutsche Gasverteilnetz hat einen ökonomischen Wiederbeschaffungswert von mehreren hundert Milliarden Euro19 und seine Betreiber investieren kontinuierlich in dieses Asset. Derzeit belaufen sich die jährlichen Investitionen und Aufwendungen bundesweit auf rund 2,5 Mrd. Euro.20 Diese Investitionen fließen zu einem großen Teil in die jeweiligen Regionen und sichern dadurch seit Jahrzehnten Beschäftigung und Wertschöpfung vor Ort. Die über 700 deutschen Verteilnetzbetreiber haben zudem zum über- wiegenden Teil kommunale Anteilseigner und leisten in diesem Kontext signifikante und kontinuierliche Beiträge zur Finanzierung und Absicherung zahlreicher kommunaler Haushalte.

Die Gasverteilnetze als Ermöglicher von deutschlandweiter Klimaneutralität

Wie aus den vorhergehenden Darstellungen der Kapitel 1–4 dieses Grundsatzpapiers hervorgeht, können die Gasverteilnetze in Deutschland also zu einem infrastrukturellen Ermöglicher eines klimaneutralen Energiesystems der Zukunft werden. Klimaneut- rale Gase, insbesondere Wasserstoff, sind gut speicherbare und leicht transportierbare Medien der Dekarbonisierung und Sektoren- kopplung. Wasserstoff wird damit zum Schlüsselenergieträger im Kontext der Dekarbonisierung der Industrie, der Mobilität und insbesondere des Gebäude- und Wärmesektors. Auf diese Weise kann die Klimaneutralität für alle Nutzer der Gasnetze versorgungs- sicher, planbar und kosteneffizient erreicht werden. Voraussetzung dafür ist eine technische Ertüchtigung der Gasverteilnetze zur vollständigen H2-Readiness. Im nächsten Schritt werden die Gasverteilnetze Zug um Zug auf die ausschließliche Nutzung von Wasserstoff oder anderen klimaneutralen Gasen umgestellt.

Die Energiewende findet dezentral in den unterschiedlichen Regionen statt und ihre konkrete Ausgestaltung muss den regio- nalen Spezifika Rechnung tragen. Die überwiegende Mehrheit der Industriebetriebe, der KWK-Anlagen, aber insbesondere auch der privaten und gewerblichen Wärmenutzer ist an das Gasverteilnetz angeschlossen.[17] Daher kommt dem Transformationspfad hin zu Gasverteilnetzen, die nur noch klimaneutrale Gase enthalten, eine derart wichtige Rolle zu, wenn es darum geht, die Klimaschutz- ziele 2030, 2040 und 2050 zu erreichen.