Saubere Energien in Gas- und Wasserstoffspeichern

Im Juli 2021 hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie umfangreiche Modellierungen für die Zukunft des Energiesystems vorgestellt. Die sogenannten „Langfristszenarien für die Transformation des Energiesystems in Deutschland“ zeigen: Die Energiewende benötigt Wasserstoffspeicher in enormem Umfang. Die Gasspeicherwirtschaft arbeitet bereits an den notwendigen Veränderungen. Gefordert ist allerdings auch politische Unterstützung.

Die Langfristszenarien der Bundesregierung hat ein interdisziplinäres Konsortium renommierter Institute und Berater erarbeitet. In den Szenarien werden Pfade zur Erreichung der Treibhausgasneutralität modelliert. Damit soll ein Trichter an Lösungen aufgespannt werden, wie in Deutschland die Klimaschutz-Ziele erreicht werden können. Als Zieljahr wurde zwar noch 2050 angenommen. Die Aussagen der Modellierung verändern sich laut den beteiligten Beratern durch das neue Klimaschutz-Zieljahr 2045 aber nicht grundlegend.

Zur Beschreibung der Klimaschutz-Lösungen haben die Berater drei sogenannte Hauptszenarien entworfen: TN-Strom, TN-H2-G und TN-PtG/PtL. Hinter den rätselhaften Abkürzungen verbergen sich die jeweils vordergründig verfolgten Technologieoptionen. Das Szenario TN-Strom setzt stark auf elektrische Anwendungen. Im Szenario TN-H2-G kommt Wasserstoff umfänglich zum Einsatz. Und im Szenario TN PtG/PtL rücken synthetische Kohlenwasserstoffe in den Fokus. Im weiteren Projektverlauf sollen noch über 25 weitere Szenarien folgen, um Pfadabhängigkeiten auszuleuchten.

Langfristszenarien: Elektrifizierung kostengünstigster Pfad der Energiewende

Die Langfristszenarien der Energiewende sind eine techno-ökonomische Analyse. Das bedeutet, dass die beteiligten Experten auch die Kosten berechnet haben, die mit den einzelnen Szenarien einhergehen. Die Langfristszenarien kommen zu dem Schluss, dass es kostenseitig zwei unterschiedliche Wege zum Klimaschutz gibt: Entweder es fließt viel Geld in die Infrastruktur oder in die Energieträger.

Die Elektrifizierung im TN-Strom-Szenario führt zu hohen Investitionen in Infrastruktur. Insbesondere müssen dann Stromnetze ausgebaut werden. Die beiden Szenarien TN H2-G und TN PtG/PtL weisen höhere Energiekosten auf. Das liegt insbesondere der vermehrten Produktion von Wasserstoff und seinen Folgeprodukten. Die Kosten für Infrastruktur sinken in diesem Fall jedoch – auch hier vor allem mit Blick auf die Stromnetze.

Die Langfristszenarien der Energiewende kommen zu dem Schluss: Die volkswirtschaftlichen Kosten sind für eine starke Elektrifizierung des Energiesystems am niedrigsten. Das Szenario TN-Strom ist demnach rund 250 Milliarden Euro günstiger als das TN-H2-G-Szenario. Das TN-PtG/PtL-Szenario schneidet sogar rund 360 Milliarden Euro teurer ab.

Hoher Bedarf für Wasserstoffspeicher vorhanden

Die Betreiber von Gasspeichern und Wasserstoffspeichern verfolgen die Entwicklung der Langfristszenarien mit großem Interesse. Die Bundesregierung hat in den Langfristszenarien nämlich auch den zukünftigen Bedarf für Energiespeicher berechnen lassen. Das Ergebnis: Es ergibt sich ein Bedarf an unterirdischen Wasserstoff-Speichern von 47 bis 73 Terawattstunden.

Das TN-Strom-Szenario bringt dabei mit 73 Terawattstunden den größten Wasserstoffspeicher-Bedarf mit sich. Im Szenario TN-H2-G besteht mit 47 Terawattstunden der niedrigste Bedarf. Trotz dieser Unterschiede gibt es eine zentrale Gemeinsamkeit. Alle Wege in die Treibhausgasneutralität benötigen in erheblichem Umfang Wasserstoffspeicher.

Gasspeicher können Wasserstoffspeicher-Bedarf in Teilen decken

Technische Untersuchungen zeigen: Stellt man einen Gasspeicher von Erdgas auf Wasserstoff um, dann bleiben zunächst etwa 20 Prozent der energetischen Speicherfähigkeit erhalten. Damit könnten die gesamten aktuell in Deutschland installierten Gasspeicher mit einer Kapazität von etwa 255 Terawattstunden Erdgas nach Umstellung etwa 50 Terawattstunden Wasserstoff speichern. Allerdings muss davon ausgegangen werden, dass von den heutigen Porenspeichern mit etwa 90 Terawattstunden Kapazität voraussichtlich nur ein kleinerer Teil zur Speicherung von reinem Wasserstoff fähig sein wird.

Nimmt man die Langfristszenarien der Energiewende ernst, wird die Umstellung des gesamten geeigneten Gasspeicher-Bestands auf Wasserstoff also nicht ausreichen. Für die Erreichung der Klimaschutz-Ziele braucht Deutschland einen Zubau von Wasserstoffspeichern. Im Fall des TN-Strom-Szenarios müsste sich die Kapazitäten der Kavernenspeicher in Deutschland zum Beispiel mehr als verdoppeln.

Energiewende braucht saubere Energien und (Wasserstoff-)Speicher

Die Langfristszenarien bestätigen zunächst alte Erkenntnisse: Die Energiewende braucht neben sauberen Energien auch Speicher. Dass damit vor allem Wasserstoffspeicher gemeint sind, ist in der Debatte eine Erkenntnis mit Neuigkeitswert.

Um den Herausforderungen im Bereich der Wasserstoffspeicherung zu begegnen, bedarf es der politischen Unterstützung. Die INES hat dafür verschiedene Empfehlungen:

  • Der Wärmemarkt sollte zumindest in Teilen auf Gas- und Wasserstoff-Heizungen setzen. Die vollständige Elektrifizierung des Wärmemarkts würde bedeuten, dass elektrische Wärmepumpen zum Einsatz kommen, die teilweise durch die Rückverstromung von Wasserstoff in Kraftwerken versorgt werden müssen. Das treibt den Wasserstoff-Bedarf.
  • Im Energiesystem sollten wir Biomethan und Erdgas, das zur treibhausgasneutralen Wasserstoff-Produktion genutzt wird, berücksichtigen. So können wir das Potenzial der vorhandenen untertägigen Porenspeicher vollständig nutzen. Denn: Nicht alle Porenspeicher können reinen Wasserstoff lagern.
  • Alle Energieträger sollten über den gesamten Lebenszyklus zertifiziert werden. Das verschafft dem Markt Klarheit zu den Einsatzperspektiven von unterschiedlichen Energieträgern und so auch für die Verwendung von Biomethan und Erdgas zur Wasserstoffproduktion.
  • Wasserstoffspeicher sollten bei Förderinitiativen und Förderprogrammen stärker in den Blick genommen werden. Entsprechende Überlegungen müssen in die TEN-E-Verordnung und die Leitlinien für Energiebeihilfen der Europäischen Union, aber auch die IPCEI-Projekte und zukünftige geplante Programme des Bundeswirtschaftsministeriums einfließen.

Gemeinsam mit der Politik arbeiten die Gasspeicher-Unternehmen mit Hochdruck an der Bewältigung der anstehenden Herausforderungen und tragen gerne zum Gelingen der Energiewende bei.

Ihr Ansprechpartner

Sebastian Bleschke

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