Dekarbonisierung des Raumwärmemarktes mit grünem Gas
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Dekarbonisierung des Raumwärmemarktes
mit grünem Gas
Dr. Robert Tichler
Energieinstitut an der JKU Linz
Altenberger Straße 69, HF-Gebäude, 3. Stock , A-4040 Linz | Tel.:+43-732 / 24 68-5656 | email: office@energieinsNtut-linz.at | www.energieinsNtut-linz.at
Die Entwicklung des mi1eleuropäischen Energiesystems und insbesondere die
Weiter-entwicklung der Energieinfrastruktur ist konfron=ert mit einer ste=g
steigenden Diversität an Herausforderungen, aber auch mit einer zunehmenden
Komplexität in den Lösungsop=onen - dies triF auch signifikant auf die aktuelle
Situa=on des Erdgassystems bzw. Gassystems zu.
• Das energie-, umwelt- und klimapoliNsche Paradigma und Ziel der RedukNon der
Treibhausgasemissionen wird in den nächsten Jahrzehnten jede erdenkliche
Wirtscha]sbranche unter Druck setzen, neue Lösungen zu generieren, um fossile
Ressourcen durch erneuerbare zu ersetzen.
• Dies generiert per se eine enorme Herausforderung für das gesamte Energiesystem, v.a.
auch für das Gas-System.
• Parallel dazu wird die Bedeutung der Gasinfrastruktur für immer mehr Teilbereiche der
Energieversorgung systemimmanent :
Sektorkopplung – Hybridnetz (Speicherung, Transport von [elektrischer] Energie
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 2
• Die migeleuropäische Gasinfrastruktur beinhaltet neben Kra]werken nicht nur
ein hochwerNg ausgebautes Transportleitungs- und Verteilnetzsystem, sondern
auch enorme Kapazitäten an Gasspeicheranlagen, von Kavernenspeicher bis
Porenspeicher.
• Neben der zu forcierenden Biogas-IntegraNon ermöglicht nun auch
Sektorkopplung über ein Hybridnetz migels WasserstoffprodukNon (mit
opNonaler Methanisierung) ein verstärktes Greening im Gassektor.
• Biogas (anaerobe Vergärung von Reststoffen)
• Grünes SNG durch thermische Prozesse auf Biomasse-Basis
• Grüner Wasserstoff (v.a. aus Elektrolyse migels grünem Strom)
• Grünes SNG - Methanisierung des grünen Wasserstoffs mit Kohlendioxid
Die langfris=ge Nutzung der vorhandenen Energieinfrastruktur wird
vom Grad der Integra=on erneuerbarer Gase abhängen.
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 3• Die seit einigen Jahren postulierte „Brückentechnologie“ Erdgas ist somit als
Konsequenz neben des damit möglichen generellen Übergangs von fossilen
zu erneuerbaren Ressourcen in zweierlei Hinsicht zu ergänzen:
a. Die TransiNon zu erneuerbaren und somit per DefiniNon CO2-freien
Ressourcen wird auch innerhalb des Gassystems forciert stawinden
hin zu erneuerbaren Gasen (Biogas, grünes SNG, grüner Wasserstoff)
b. Die bereits etablierte und errichtete Gasinfrastruktur (Leitungen,
Speicher, etc.) wird eine zentrale Rolle im Energiesystem der Zukun]
spielen.
Gelingt es, die TransiNon zu erneuerbaren Gasen weiter zu forcieren und die
Sektorkopplung vom Strom- zum Gasnetz zu etablieren, kann das Gassystem
langfris=g trotz der energiepoli=schen Ziele eine weiterhin essen=elle Rolle im
Energiesystem darstellen.
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 4auf erneuerbaren Gasen basierende Energieinfrastruktur
im zukünPigen Energiesystem
Quelle: EnergieinsNtut an der JKU Linz
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 5Das Energiezeitalter der Gase beginnt Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 6
Vorteile eines Wasserstoff- und (erneuerbarem) Gas-basierten Energiesystems
Reduktion von
Wasserstoff und CNG Treibhausgas- und
(Power-to-Gas) Luftschadstoffemissionen
Höherer Anteil Erneuerbarer
im Energiesystem
Sektorkopplung von Speicherung von
Strom- und Gasnetz großen Kapazitäten an
elektrischer Energie Längere Nutzung der
vorhandenen
chemische Langzeit- Alternative im Gasinfrastrutkur
speicherung von Energietransport
fluktuierender Energie Höhere Ressourcen- und
Primärenergieeffizienz
Produktion von neuen Carbon Capture an
grünen Utilization
Energieprodukten Reduktion von
Energieimporten - höhere
Dekarbonisierung von Lastmanagement des heimische Wertschöpfung
spezifischen Stromnetzes
industriellen Prozessen Verbesserte
Versorgungssicherheit
Grüne Grüne Grüne Grüne
Industrie Mobiltiät Energie Infrastruktur
Quelle: EnergieinsNtut an der JKU Linz
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 7Studie des EnergieinsNtuts an der JKU Linz im Au]rag des Fachverbands der
Gas- und Wärmeversorgungsunternehmungen (FGW):
Erhöhung des Einsatzes von erneuerbarem Methan im Wärmebereich
o Fokus auf Gasnetzebene 3, Raumwärme und Warmwasser durch Gas
o Basisergebnisse auf den nächsten Folien
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 8Poten=al an synthe=schem Methan und an Wasserstoff
• Die ImplemenNerung von erneuerbarem Wasserstoff und von erneuerbarem
syntheNschem Methan im Gassektor ist ausschließlich über das PotenNal der
StromprodukNon begrenzt, sofern aus ökonomischer PerspekNve auch eine
Weiterentwicklung der notwendigen Systeme und Technologien forciert
wird.
o Die Stromquellen müssen nicht ausschließlich volaNl sein
o Es wird/muss weitaus mehr elektrische Energie herangezogen werden als reiner
„Überschussstrom“
o Herausforderung: keine zusätzliche Netzbelastung sondern ausschließlich
Netzentlastung
• CO2-Quellen für syntheNsches Methan: langfrisNg auch über CO2-Capture aus
der Lu] möglich
• Zudem sind auch andere Kohlenstoffquellen denkbar: Kohlenmonoxid,
Gichtgas, etc.
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 9Biomethanertragspoten=al aus Reststoffen
Kumulatives Biomethanpotentials 2030 basierend auf Reststoffen für Österreich
5%
6%
362,2 Mio. Nm³
35%
55%
47%
40% 5%
7% 11% 11%
273,9 Mio. Nm³
15% 78%
183,5 Mio. Nm³
7%
53% 25%
4%
78,3 Mio. Nm³
27% 44%
199,3 Mio. Nm³
25%
8% 13% 6%
8% 5%
7%
20% 37%
42% 78,9 Mio. Nm³
34% 59% 36%
51% 47%
17% 10%
96,7 Mio. Nm³
57,6 Mio. Nm³
113,8 Mio. Nm³ Quelle: EnergieinsNtut an der JKU Linz
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 10Biomethanertragspoten=al aus Reststoffen • Biogas aus anaerober Vergärung auf Basis von biogenen Reststoffen ist zu bevorzugen - zudem sind auch weitere ProdukNonsprozesse wie Holzvergasung etc. weiter zu forcieren • Aus ökonomischer PerspekNve ist zudem zur aktuellen Technologieausprägung von Biogasanlagen zu konstaNeren, dass signifikante KostendegressionspotenNale vorliegen. • Der „internaNonale“ Markt für Biogastechnologien weist in seiner Struktur und Größe sicher noch keine vollständige Wegbewerbsstruktur auf, die eine gesäzgte Technologei- und Marktreife beinhaltet. • Eine Förderung von grünem Gas und somit eine Förderung der Realisierung von Biogasanlagen wird durch die Ausweitung der produzierten Stückzahlen per se eine Realisierung von Lernraten bedingen Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 11
Errechnete mögliche Beimischung von erneuerbaren Gasen im Raumwärmebereich bis
zum Jahr 2050
2500
2000
Methan [Mio. Nm3/a]
1500
1000
500
0
2017 2018 2019 2020 2025 2030 2040 2050
syntheNsches MethanpotenNal Ausbau [Nm3/a]
BiomethanpotenNal Ausbau [Nm3/a]
Bestand Biomethan-Netzeinspeisung 2017 [Nm3/a]
Erdgasnachfrage Haushalte und Fernwärme (WEM) [Nm3/a]
Erdgasnachfrage Haushalte und Fernwärme (WAM) [Nm3/a]
Quelle: EnergieinsNtut an der JKU Linz
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 12Theore=sche alterna=ve Entwicklung von Erdgas im Raumwärmesektor:
Phasing-out von fossilem Gas ab dem Jahr 2030
Phasing-out (mit Basis WEM bis 2030) Phasing-out (mit Basis WAM bis 2030)
25
Energetischer Endverbrauch Erdgas für
Raumheizung, Warmwasser und
20
Klimaanlagen
15
[TWh/a]
10
5
0
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2025
2026
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2035
2036
2037
2038
2039
2040
2041
2042
2043
2045
2046
2047
2048
2049
2050
2024
2034
2044
Quelle: EnergieinsNtut an der JKU Linz
PotenNelle Folgen: Problem der Infrastrukturfinanzierung
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 13Vergleich der Endverbraucherpreise der forcierten Beimischung mit alterna=ven
Umlage der Netzkosten auf eine geringere Nachfragemenge ohne Beimischung
Endverbraucherpreis Szenario Beimischung
Endverbraucherpreis Szenario Phasing-out (WEM)
Endverbraucherpreis Szenario Phasing-out (WAM)
25,00
20,00
Cent/kWh
15,00
10,00
5,00
0,00
2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029 2031 2033 2035 2037 2039 2041 2043 2045 2047 2049
Quelle: EnergieinsNtut an der JKU Linz
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 14Einordnung der zukünPigen Endverbraucherpreise der forcierten Beimischung mit
aktuellen Heizkosten (11/2016)
4500
2030 2050 2016
4000
2016 2016 2016
3500
Jahresgesamtkosten
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Erdgas * Erdgas mit Wärmepumpe 100% Öl-Brennwert * Pellets *
forcierter Lu]-Wasser * erneuerbares
Beimischung im Gasprodukt im
Jahr 2030 Jahr 2050
* Aktuelle Kosten (November 2016) gemäß AEA Heizkostenvergleich
– siehe hgps://www.energyagency.at/fakten-service/heizkosten.html
Quelle: EnergieinsNtut an der JKU Linz
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 15Geplante Strategie Greening the Gas
• EnergiepoliNk zielte in den letzten Jahren prioritär auf ein Greening der Elektronen ab
• Eine Forcierung des Greenings der Moleküle ist zwingend notwendig für ein
nachhalNges Energiesystem
• Das Gassystem weist bislang geringe Mengen an erneuerbarer Energie auf – es
beinhaltet aber enorme PotenNale für eine Umstellung auf ein nachhalNges grünes
System auf Basis vorhandener Infrastruktur und auf Basis vorhandener installierter
Endverbrauchersysteme
• Aus volkswirtscha]licher PerspekNve ist die Vermeidung von enormen stranded
investments in vorhandene Energie-Infrastruktur zu vermeiden, da externe Effekte
durch eine Umstellung auf ein grünes System möglich ist.
FGW steht am Beginn der ImplemenNerung einer Greening the Gas-Strategie
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 16auf erneuerbaren Gasen basierende Energieinfrastruktur
im zukünPigen Energiesystem
Quelle: EnergieinsNtut an der JKU Linz
Robert Tichler – 20. Österreichischer Biomassetag – 14.11.2017 17Energieinstitut an der Johannes
Kepler Universität Linz
Altenberger Straße 69
4040 Linz, AUSTRIA
Tel: +43 723 2468 5656
Fax: + 43 723 2468 5651
e-mail: office@energieinstitut-linz.at
Altenberger Straße 69, HF-Gebäude, 3. Stock , A-4040 Linz | Tel.:+43-732 / 24 68- | email: office@energieinsNtut-linz.at | www.energieinsNtut-linz.atSie können auch lesen
