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DVGW veröffentlicht wissenschaftliche Power-to-Gas-Studie: Mögliche Reduzierung des Netzausbaus
GZ-19-2015
Dienstag, den 20. Oktober 2015 um 01:00 Uhr

Eine wissenschaftliche Studie zur netzausbaudämpfenden Wirkung der Power-to-Gas-Technologie, die der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW) aktuell veröffentlicht hat, ist zum Ergebnis gekommen, dass der netzdienliche Einsatz von Power-to-Gas-Anlagen zu einer Entlastung des gesamten Verteilungsnetzes und somit zu einer Verringerung des erforderlichen Stromnetzausbaus führen kann. Damit kommt der Power-to-Gas-Technologie, mit der Ökostrom durch Elektrolyse in Wasserstoff oder synthetisches Erdgas umgewandelt und im Erdgasnetz gespeichert werden kann, eine wichtige Rolle bei der Umsetzung der Energiewende zu.


Dem interdisziplinären Studienteam gehörten Vertreter aus Wissenschaft und Forschung an. Neben dem Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik an der Bergischen Universität Wuppertal (BUW) und dem Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft an der RWTH Aachen brachten die DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH und die DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut in Karlsruhe ihre gasfachliche Expertise in die Untersuchung mit ein.

Wie die Untersuchung zeigt, kann durch die Integration der Kopplungselemente Power-to-Gas-Anlage und bivalente Gasvorwärmanlagen ein ausreichendes Verschiebepotenzial bereitgestellt werden. Dadurch ist es möglich, den erforderlichen Ausbaubedarf der Stromnetze bei netzdienlicher Fahrweise signifikant zu reduzieren. Hierzu müssen laut Studie die Power-to-Gas-Anlagen auf Verteilungsnetzebene innerhalb der nächsten zehn Jahre errichtet werden, da der weitere Zubau an dezentralen Erzeugungsanlagen größtenteils in dieser Zeitspanne erfolgen wird.

Eine Wirtschaftlichkeit übergreifender Smart-Grid-Konzepte für Strom- und Gasverteilungsnetze wird dabei erreicht durch Deckungsbeiträge aus Markt und Netz, Kopplung der Netze auf möglichst niedriger Spannungsebene, Investitionskosten für kleine Power-to-Gas-Anlagen (H2) von ca.1.000 Euro/kWel (inklusive Einspeisung) sowie ein ausreichendes Zumischungspotenzial für Wasserstoff in den Gasnetzen.

Langzeitspeichertechnologie

Weiterhin wird so durch das Kopplungselement Power-to-Gas dem Energiesystem die bei einer hohen Durchdringung mit erneuerbaren Energien langfristig benötigte Langzeitspeichertechnologie zur Verfügung gestellt. Die voraussichtliche entlastende Wirkung bis in das Hochspannungsnetz hinein muss noch abgeschätzt werden und ist Bestandteil eines geplanten Nachfolgeprojektes.

Empfehlung

Nach Empfehlung des Studienteams sollte auf Seiten der Netzbetreiber die Planung zur Umgestaltung der Strom- und Gasnetze zukünftig so erfolgen, dass eine Kopplung der Netze über entsprechende Kopplungselemente (Power-to-Gas-Anlagen und bivalente Gasvorwärmanlagen) und somit eine optimierte und mittel- bis langfristig kostengünstigste und zukunftssichere Lösung ermöglicht wird. Die Ergebnisse der Berechnungen haben gezeigt, dass die Integration von PtGA aus technischer Sicht sehr interessant ist. Aufgrund der im Vergleich zum Stromnetzausbau hohen Kosten für die PtGA lässt sich die Kopplung der Netze im derzeitigen Marktumfeld nicht wirtschaftlich darstellen.

Hersteller von PtG-und Einspeiseanlagen sind daher gefragt, die Kosten für die Anlagen durch z. B. Serienfertigung, Standardisierung und Modularisierung deutlich zu reduzieren. Zudem besteht vor allem bei der Methanisierung noch Bedarf bei der Erhöhung der Flexibilität (Reduzierung der Startzeiten, Optimierung des Betriebsbereichs und der Leistungsänderungsgeschwindigkeit), um größere Potenziale zur Energiespeicherung, als mit Wasserstoff möglich wären, auch in der NS/MS-Ebene bereitzustellen.

Diverse Werkzeuge

Die Politik ist nach Auffassung der Experten dazu aufgerufen, das Marktumfeld so zu gestalten, dass ein wirtschaftlicher Betrieb von PtG-Anlagen möglich ist. Hierzu stehen dem Gesetzgeber unterschiedliche Werkzeuge zur Verfügung. Beispielsweise können die Rahmenbedingungen für die Bereitstellung und die Speicherung von Energie geändert werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den volkswirtschaftlichen Nutzen teilweise auf die Betreiber umzulegen.

Um eine effektive Optimierung der Energienetze planen zu können, ist auf eine kostengünstige Lösung hinzuwirken. Dies kann durch z. B. eine zeitweilige Zusammenführung der momentan unabhängig agierenden Bereiche „Transport von Energie –Netze“, „Verkauf von Energie“ und „Stromerzeugung“ erreicht werden. Zu verhindern ist, dass ein Bereich auf Kosten der anderen Bereiche eine Gewinnmaximierung anstrebt und somit nur eine suboptimale Lösung erzielt wird. DK

(GZ-19-2015)

 

 

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