Transformation der Gasinfrastruktur zum Klimaschutz : Abschlussbericht / von Jakob Wachsmuth, Vicki Duscha, Martin Wietschel (Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI, Karlsruhe), Stella Oberle, Ulrike Herrmann, Marieke Graf, Benjamin Pfluger (Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG, Karlsruhe), Mona Sorayaei, Frederik Brandes, Stefan Gehrmann, Janosch Rommelfanger (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches DVGW e.V.), Volkan Isik, Wolfgang Köppel, Maximilian Heneka, Asif Zubair, Louis Vayas (Forschungsstelle des DVGW am Engler-Bunte-Institut des KIT) ; im Auftrag des Umweltbundesamtes ; Durchführung der Studie: Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI ; Redaktion: Fachgebiet V 1.2 Strategien und Szenarien zu Klimaschutz und Energie - Katja Purr

Abstract

Mit der Revision des Klimaschutzgesetzes im Jahr 2021 hat sich Deutschland u. a. verbindlich das langfristige Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2045 treibhausgasneutral zu werden. Dies bedeutet, dass die Nutzung von fossilen Energieträgern vollständig zu vermeiden ist, insbesondere durch ein Ausschöpfen von Energieeffizienzpotenzialen und einen vollständigen Umstieg auf erneuerbare Energiequellen. Diesbezüglich hat sich ein weitgehender Konsens entwickelt, dass eine THG-neutrale Energieversorgung, selbst im Fall von einem hohen Maß an Elektrifizierung, Effizienz, Flexibilität, Speicherung und Sektorkopplung, ergänzend auf THG-neutrale gasförmige Energieträger angewiesen sein wird. Es stellt sich daher die Frage, ob bezüglich der Nutzung von erneuerbaren Gasen bestimmte Pfade zu bevorzugen sind und wie das Ausphasen von fossilem Erdgas und die künftige Nutzung erneuerbarer Gase gestaltet werden kann. Vor diesem Hintergrund werden in dieser Studie die Gasinfrastruktur und ihre Entwicklungsmöglichkeiten im Rahmen der Energie- und Klimaschutzziele der Bundesregierung beleuchtet sowie strategische Leitplanken für erforderliche infrastrukturelle Weichenstellungen für gasförmige Energieträger entwickelt. Ziel dieser Studie ist es, in kompakter Form einen Eindruck des Übergangs von Erdgas- zur Wasserstoffinfrastrukturen zu vermitteln. Dabei werden die wesentlichen Meilensteine, Hemmnisse, regulatorischen und technischen Anpassungsbedarfe im Verlauf des Transformationspfades dargestellt, unter Berücksichtigung der Anwendungsbreite von Wasserstoff und des Zeitpunkts des aufkommenden Wasserstoffbedarfs.

With the revision of the Climate Protection Act in 2021, Germany has, among other things, set the binding long-term target of becoming greenhouse gas neutral by 2045. This means that the use of fossil fuels is to be completely avoided, in particular by exploiting energy efficiency potentials and a complete switch to renewable energy sources. In this respect, a broad consensus has developed that a GHG-neutral energy supply, even in the case of a high degree of electrification, efficiency, flexibility, storage and sector coupling, will additionally rely on GHG-neutral gaseous energy carriers. The question therefore arises whether certain paths with regard to the use of renewable gases are preferable and how the phasing out of fossil natural gas and the future use of renewable gases can be shaped. Against this background, this study examines the gas infrastructure and the options for its development within the framework of the German government's energy and climate protection targets, and develops strategic guidelines for the necessary infrastructural course-setting for gaseous energy carriers. The aim of this study is to give an overview of the trasnformation from natural gas to hydrogen infrastructures in a compact form. In doing so, the main milestones, obstacles, regulatory and technical adaptation requirements in the course of the transformation pathway are presented, taking into account the application range of hydrogen and the timing of the arising hydrogen demand.