IEA Bioenergy Task 37: Newsletter 12/2019

Erneuerbares Gas - Ziel 2030

Eine neue Studie von Cerre (Centre on Regulation in Europe) empfiehlt einen Anteil erneuerbarer Gase von 10 bis 12% am Gasverbrauch für 2030 und 20 bis 50% für 2050. Unter der Voraussetzung, dass CCS und CCU von der Bevölkerung akzeptiert wäre, sollte es sogar möglich sein, bis 2050 einen Anteil von 100% zu erreichen. Für die EU-28 wurde ein jährliches Potenzial von 124 Milliarden Kubikmeter Biogas und Biomethan sowie von grünem Wasserstoff (P2G) aus grünem Strom von 18 Milliarden Kubikmetern errechnet. Die potenzielle Versorgung mit Wasserstoff hängt stark von der zukünftigen Entwicklung von Strom aus erneuerbaren Energien ab. Wie mehrere Verbände der Gasindustrie fordert auch Cerre die Einführung EU-weit handelbarer Herkunftsnachweise für erneuerbare Gase. Die derzeitigen Produktionskosten der verschiedenen erneuerbaren Gase und des Wasserstoffs liegen zwischen dem doppelten bis 5-fachen des aktuellen Erdgaspreises. Dies bedeutet, dass erneuerbare Gase und Wasserstoff ohne Unterstützung nur schwer auf den Markt kommen werden. Die wirtschaftliche Regulierung von erneuerbaren Gasen und Wasserstoff soll ihre Position auf dem Gasmarkt verbessern, da ihre ungünstige Position auf Marktversagen zurückzuführen ist. Dieser Bericht entwickelt einen analytischen Rahmen, um das optimale Regelwerk zu definieren. Ausgehend von diesen Rahmenbedingungen werden Ziele für erneuerbare Gase und Wasserstoff vorgeschlagen. Zusätzlich sollen Zertifizierungssysteme, Netzzugangsbedingungen und schließlich Förderregelungen vorgeschlagen.

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Perspektiven der Power-to-X-Technologien in der Schweiz

Ein Stromsystem, das weitgehend auf intermittierenden erneuerbaren Energien basiert, benötigt zeitliche Flexibilitätsoptionen, die Erzeugung und Nachfrage puffern. Eine dieser Flexibilitätsoptionen ist P2X. Der durch Elektrolyse erzeugte Wasserstoff kann entweder direkt als Kraftstoff verwendet werden oder - in Kombination mit CO2 - weiter in synthetische Kraftstoffe wie Biomethan oder flüssige Kohlenwasserstoffe umgewandelt werden. Vielversprechende P2X-Optionen im Schweizer Kontext sind der Einsatz von Wasserstoff in Brennstoffzellenfahrzeugen und die Erzeugung von synthetischem Methan, das Erdgas als Heiz- und Verkehrskraftstoff ersetzt. Obwohl es eine Vielzahl von Informationen über P2X-Technologien gibt, sind diese Informationen in der Regel verstreut und wurden im Schweizer Kontext nicht systematisch analysiert.

Das Ziel dieses Projekts war es, die wichtigsten vorhandenen P2X-Kenntnisse zu sammeln und eine Synthese und Bewertung für den Schweizer Energiemarkt zu erstellen. Der Gasmarkt, der Mobilitätssektor und der Strommarkt werden speziell untersucht, um eine technische, wirtschaftliche und ökologische Bewertung von P2X im gesamten Energiesystem abzuleiten.

Die Zusammenstellung und Synthese der wichtigsten Ergebnisse dieser Literaturübersicht in einem Weissbuch. Das Weißbuch soll die technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Dimensionen dieser Technologie sowie die Aspekte der Markt- und Systemintegration einschließlich der betreffenden rechtlichen und regulatorischen Fragen erfassen. Das Weißbuch befasst sich mit den wichtigsten P2X-Technologien wie der Elektrolyseur-Technologie zur Herstellung von Wasserstoff, Methanisierungstechnologien mit verschiedenen Produktinputs (d.h. Bioenergie, CO2 aus der Industrie) mit und ohne CCS, Speichertechnologien für Wasserstoff und SNG-Technologien zur Einspeisung von Wasserstoff oder SNG in das Erdgasnetz sowie mit einer Reihe von wirtschaftlichen und ökologischen Parametern.

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Nachgewiesene Wettbewerbsfähigkeit der BioSNG-Technologie im kleinen Maßstab für die Biomethanproduktion

Ziel des renewtec-Berichts ist es, die Entwicklung und die Fortschritte bei der thermo- und biochemischen Umwandlung von Lignocellulose-Rohstoffen zu Biomethan darzustellen sowie die Synergien zwischen den thermo- und biochemischen Umwandlungswegen für Lignocellulose-Rohstoffe hervorzuheben.

In den letzten zwei Jahrzehnten gab es gute Fortschritte bei der Entwicklung von Vergasungstechnologien, die für die Biomethanproduktion im kleinen Maßstab (<10 MWth) geeignet sind. Die BioSNG-Technologie im kleinen Maßstab, die auf allothermer Vergasung basiert, kann mit der BioSNG-Technologie im großen Maßstab konkurrieren. Die Technologie erwies sich hinsichtlich der THG-Emissionen, des Primärenergiebedarfs und des Umwandlungswirkungsgrades ohne hohe Produktionskosten als wettbewerbsfähig. Im Rahmen des Lignosys-Projekts wurde die Leistung von drei thermochemischen Konversionsrouten im kleinen Maßstab (<10 MWth) für Lignozellulose-Einsatzmaterial zu Biomethan mittels Systemstudien untersucht: 1) Indirekte Vergasung durch den Heatpipe-Reformer (HPR); 2) Pyrokatalytische Hydrierung (PCH) und 3) Indirekte Vergasung durch den WoodRoll®-Prozess. Die Konversionswege haben alle hohe Konversionseffizienzen mit über 60%, basierend auf LHV von Biomasse zu BioSNG unter Verwendung von Holzspänen mit einem Wassergehalt von 40% als Ausgangsmaterial.

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Auswirkungen der Nutzung des Biomethan- und Wasserstoffpotenzials auf die europäische Infrastruktur

Im Auftrag der Europäischen Kommission hat Trinomics eine Studie durchgeführt, um das Potenzial von Biomethan und Wasserstoff, die zur Dekarbonisierung des EU-Energiesystems beitragen, besser zu verstehen. Zudem sollen die Auswirkungen, die dies auf die Gasinfrastruktur haben wird, und das Ausmaß, in dem die Gasnetzbetreiber und Regulierungsbehörden bereit sind, mit diesen Auswirkungen umzugehen, dargestellt werden. Diese Studie baut auf den Ergebnissen einer früheren Studie zur Gasinfrastruktur 2050 aus dem Jahr 2018 auf, wobei die Bereitstellung quantitativer Daten für die Analyse erheblich vorangetrieben wird. Die drei explorativen Szenarien und Annahmen bezüglich der Nutzung von Elektrizität, Methan und Wasserstoff dienen der Analyse dieser Auswirkungen auf die Gasinfrastruktur und zielen nicht darauf ab, den wahrscheinlichsten Einsatzweg von Biomethan und Wasserstoff in der EU oder einem anderen Mitgliedstaat zu prognostizieren. Für diese Studie wurde ein konservatives technisches Biogas/Biomethan-Produktionspotenzial der EU28 von 1 150 TWh/Jahr geschätzt. Abzüglich der derzeitigen Biogasproduktion ergibt sich ein zusätzliches Produktionspotenzial von ca. 950 TWh/Jahr.

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