Klimaneutrale Gase wie grüner Wasserstoff (H₂) und erneuerbares synthetisches Methan sind gut speicherbare und leicht zu transportierende Energieträger und besitzen das Potenzial, sukzessiv fossile Energieträger (wie etwa Kohle, Erdöl oder Erdgas) zu ersetzen und somit einen wesentlichen Beitrag zur Dekarbonisierung des Energiesystems zu leisten. Insbesondere klimaneutraler Wasserstoff gilt dabei als Schlüsselenergieträger für die Dekarbonisierung der Industrie, des Gebäude- und Wärmesektors sowie des Mobilitätsbereichs. Für die Vernetzung von H2-Erzeugungs- und -Verbrauchsstandorten bedarf es zwar einer entsprechend ausgebauten Transport- und Verteilinfrastruktur – diese steht mit dem deutschen Erdgasnetz inklusive seiner Untergrundgasspeicher jedoch bereits heute zur Verfügung. Voraussetzung für die Integration von Wasserstoff ist die technische Ertüchtigung der bestehenden Gasinfrastruktur sowie der angeschlossenen Gasanwendungstechnologien hin zur vollständigen Wasserstofftauglichkeit (H₂-Readiness), zusammen mit dem bedarfsgerechten Aufbau eines deutschlandweiten Wasserstoffnetzes auf der Fernleitungsnetzebene. Vor diesem Hintergrund sind im Teilprojekt „Gasinfrastruktur“ des DVGWProjektes „Roadmap Gas 2050“ verschiedene Transformationspfade für die Anpassung des bestehenden deutschen Gassystems techno-ökonomisch bewertet worden. Der Schwerpunkt der Untersuchung lag dabei auf der Bestimmung der Mehrinvestitionen1 innerhalb des Bilanzraumes vom Transport, der Verteilung und Speicherung bis hin zur Verwendung wasserstoffhaltiger methanreicher Gase (2. Gasfamilie nach dem DVGW-Arbeitsblatt G 260) bzw. Wasserstoff (5. Gasfamilie nach dem DVGW-Arbeitsblatt G 260). Transformationsszenarien Für ausgewählte Szenarien werden in dem Forschungsprojekt Transformationspfade der deutschen Gasinfrastruktur, inklusive der Gasanwendungen, in Bezug auf die in bestimmten Stützjahren zu erreichende H₂-Tauglichkeit des Gassystems ermittelt. Bei der Szenariendefinition erfolgte eine Unterscheidung in die Ebene der Fernleitungsnetze mit angeschlossenen Untergrundgasspeichern (FNB/UGS) sowie in die Ebene der Verteilnetze (VNB). Für die Netzebene FNB/UGS wird ein Transformations-Szenario modelliert, dessen Betrachtungsschwerpunkt in Anlehnungen an die Planungen (Stand: 2021) der Fernleitungsnetzbetreiber (FNB Gas e. V.) auf dem Aufbau eines deutschlandweiten Wasserstoffnetzes liegt [1, 2]. Dieser sogenannte H₂- Backbone wird laut Szenario FNB/UGS im Jahr 2045 eine Länge von insgesamt 13.300 km umfassen, von denen 11.000 km (ca. 83 Prozent) auf umgestellten Erdgasleitungen basieren und 2.300 km (ca. 17 Prozent) neu gebaute Wasserstoffleitungen sind. Für eine künftige Integration von Wasserstoff in das deutsche Gassystem werden Anpassungsmaßnahmen im Bereich der Gasinfrastruktur, der Gasspeicherung sowie bei den Gasanwendungstechnologien erforderlich. Vor diesem Hintergrund hat das DVGW-Forschungsprojekt „Roadmap Gas 2050“ eine techno-ökonomische Analyse verschiedener Transformationspfade für die Ertüchtigung und Anpassung der deutschen Gasinfrastruktur sowie der an die Netze angeschlossenen Gasanwendungstechnologien durchgeführt. Im Betrachtungszeitraum bis 2045 wurden dabei – unter Berücksichtigung steigender Wasserstoffkonzentrationen im Erdgasnetz – die technischen Maßnahmen und Anpassungskosten für die Transformation des bestehenden Gassystems identifiziert und bewertet. Der vorliegende Beitrag stellt die wesentlichen Ergebnisse der Untersuchung vor. von: Jonas Sperlich & Jens Hüttenrauch (beide: DBI-Gruppe) Transformationspfade für die deutsche Gasinfrastruktur Ergebnisse des DVGW-Forschungsprojekts „Roadmap Gas 2050“ 1 Mehrinvestitionen definieren sich als Investitionskosten, welche im Rahmen der Transformation der Gasinfrastruktur inkl. der Gasanwendungstechnologien über die regulären Investitionen im Normalbetrieb nach Ende der technischen Nutzungsdauer (Ersatzinvestitionen) für die Integration von Wasserstoff im Zeitraum von 2021 bis 2045 anfallen. 46 energie | wasser-praxis 09/2022 F O R S C H U N G & E N T W I C K L U N G
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