DVGW-Forschungsberichte - Gas
Das Gasversorgungssystem kann auch in der Zukunft dem gesamten Energiesystem bei der Erreichung der Klimaziele dienen. Zum Einen eignet es sich kurz- bis mittelfristig als Brückentechnologie für den Übergang von fossilen zu erneuerbaren Energieträgern und durch die zunehmende Bereitstellung von klimaneutralen Gasen (Dekarbonisierung der Gasversorgung) mittels Nutzung der Potenziale erneuerbarer Gase (Biomethan und SNG - Methan aus vergaster, ligninreicher Biomasse). Zum Anderen bietet Power-to-Gas langfristig die Möglichkeit, große Mengen an erneuerbaren Strom durch Umwandlung in EE-Wasserstoff oder EE-Methan in die Gasnetze zu integrieren, zu speichern und die Energie aus Erneuerbaren Energien bedarfsgerecht sektorenübergreifend zur Verfügung zu stellen. Während die Fernleitungsnetzbetreiber auf zwei getrennte Gasnetze setzen: ein Methan- und ein Wasserstoffsystem, reichen die Planungen der Verteilnetzbetreiber, z. B. in H2vorOrt, von Methansystemen mit Wasserstoffzumischung über Biomethannetze bis hin zu reinen Wasserstoffnetzen – u.a. je nach regionaler Verfügbarkeit erneuerbarer Gase und Planungen vorgelagerter Netzbetreiber. Ziel dieses DVGW-Forschungsberichtes G 201824 ist die Identifizierung von Regionen, in denen die Integration von erneuerbaren Gasen (EE-Wasserstoff, EE-Methan, Biomethan und SNG) in den Verteilnetzen aufgrund von vorhandener Nachfrage, Erzeugung und Infrastruktur (Verfügbarkeit) für erneuerbare Gase, insbesondere Wasserstoff frühzeitig erfolgen sollte. Diese Regionen werden im Folgenden als Regionen mit Standortvorteilen für die Implementierung von Verteilnetzen für erneuerbare Gase (kurz: Regionen für EE-Gase) bezeichnet. Darüber hinaus erfolgt die Ableitung der zu bevorzugenden Art der EE-Gas-Implementierung: Eine Umstellung der öffentlichen Gasversorgung (der bisher auf Erdgas optimierten Gasnetze) oder ein Neubau von Ver-teilnetzen (für z.B. Biomethan oder Wasserstoff). Darüber hinaus sind Zumischungen von erneuerbaren Gasen in den Grenzen des DVGW-Regelwerks nahezu in ganz Deutschland möglich – das liegt allerdings nicht im Fokus dieses Deliverables. Die kurz-, mittel- und langfristige Entwicklung wird durch die zeitliche Auflösung mittels Stützjahre 2030, 2040 und 2050 abgebildet. Die Basis bilden öffentlich verfügbare Daten sowie vorliegenden Projektergebnissen des DVGW-Projekts Roadmap Gas 2050.
Der DVGW-Forschungsbericht G 202022 befasst sich mit sicherheitstechnischen Aspekten von Wasserstoff in erdverlegten Leitungen. Im DVGW-Forschungsvorhaben H2-BoMess sollte die Wissenslücke bezüglich der Ausbreitungscharakteristik von Wasserstoff im Boden und die sich entwickelnde Austrittsfläche geschlossen werden. Hierzu wurden Gaskonzentrationsmessgeräte zur oberirdischen Überprüfung gemäß DVGW-Arbeitsblatt G 465-1 eingesetzt. Damit konnte auch die Eignung dieser Messgeräte zur oberirdischen Detektion von Wasserstoff geprüft werden. Dieses Forschungsvorhaben sollte einen Erkenntnisgewinn zur Ausbreitungscharakteristik von Wasserstoff im Boden und dessen Austritt an der Oberfläche liefern. Des Weiteren wurde die oberirdische Detektion von Wasserstoffleckagen mit am Markt verfügbaren Messgeräten untersucht. Um in den nächsten Jahren eine signifikante Einspeisung von Wasserstoff aus klimaneutralen Quellen zu ermöglichen, ist es erklärter Wille der Gaswirtschaft, die Wasserstoffverträglichkeit der gesamten Gasinfrastruktur deutlich zu erhöhen. Dabei werden sowohl die Zumischung von Wasserstoff zu Erdgas oder Biogas als auch der Betrieb von Wasserstoffnetzen (> 98 Vol.-%) in Betracht gezogen. Der Sicherheitsaspekt bei einem möglichen Gasaustritt durch eine Leckage in den erdverlegten wasserstoffführenden Leitungen muss hierbei auch betrachtet werden. Während es bereits Erkenntnisse zum Ausbreitungsverhalten von methanhaltigen Gasen im Boden und zur entstehenden Austrittsfläche gibt, sind derzeit keine entsprechenden Forschungsergebnisse zu wasserstoffhaltigen Gasen bekannt. Ein zentrales Sicherheitselement für den Integritätsnachweis von Gasverteilnetzen ist die Rohrnetzüberprüfung. Die Durchführung der oberirdischen Überprüfung und die Anforderungen an Messverfahren sind in den DVGW-Arbeitsblättern G 465-1 und G 468-1 sowie in verschiedenen zugeordneten Merkblättern beschrieben. Auch bei wasserstoffführenden erdverlegten Leitungen ist sicherzustellen, dass der Gasaustritt mithilfe einer oberirdischen Detektionstechnik ermittelt werden kann. Die hierfür einzusetzenden Messgeräte müssen empfindlich gegenüber Wasserstoff sein. Wasserstoff detektierende Messverfahren sollten das derzeitig erreichbare Sicherheitsniveau erreichen. Das Projekt untergliederte sich hierbei in vier Arbeitspakete. Im Arbeitspaket 1 (AP 1) wurden die derzeitigen Anforderungen des DVGW-Regelwerks zur Rohrnetzüberprüfung zusammen-gefasst und hinsichtlich der Detektion von Wasserstoff geprüft. Dies umfasste die DVGW-Arbeitsblätter G 465-1 „Überprüfung von Gasrohrnetzen mit einem Betriebsdruck bis 16 bar“, G 468-1 „Qualifikationskriterien für Gasrohrnetz-Überprüfungsunternehmen“ und die zugehörigen Merkblätter. Hieraus wurden spezifische Anforderungen an Messgeräte zur oberirdischen Wasserstoffdetektion abgeleitet. Im zweiten Arbeitspaket (AP 2) wurde eine Analyse von prinzipiell geeigneten und kommerziell verfügbaren Messprinzipien zur Detektion von Wasserstoff im Rahmen der oberirdischen Leitungsüberprüfung durchgeführt. Hier fand auch eine Beschreibung von bereits vorhandenen Messgeräten statt. Im Rahmen des dritten Arbeitspakets (AP 3) wurden Messkampagnen zur praktischen Untersuchung bereits vorhandener Wasserstoffdetektionsverfahren durchgeführt. Im Arbeitspaket 4 (AP 4) wurden die Ergebnisse und Erkenntnisse im vorliegenden Abschlussbericht zusammengefasst und erste Handlungsempfehlungen erarbeitet.
Das Forschungsprojekt G 201812 soll die aktuelle mit der erforderlichen Datenlage abgleichen, die für eine transparente, konsistente und ausreichend genaue Abschätzung der Methanemissionen aus dem Gasverteilnetz erforderlich ist. Die erforderliche Datenlage geben die Leitlinien von Oil and Gas Methane Partnership (OGMP) (8), die EU‑Methanverordnung (4) und das Europäische Komitee für Normung (CEN) (9) vor. An diesen Vorgaben orientiert sich das vorliegende Projekt hinsichtlich der verwendeten Definitionen und Begriffe.Die Ziele des Projektes ME DSO lauten wie folgt: Es sollen aktuelle nationale Emissionsfaktoren (EF) für das deutsche Gasverteilnetz ermittelt werden. Da die EF quellspezifisch sind und auf Messungen basieren, entsprechen sie einem OGMP Level 3. Für fehlende Emissionsraten ist ein geeignetes Messprogramm zu entwickeln und die Durchführung einer zielgerichteten Messkampagne an ausgewählten Assets zu ermöglichen. Hierbei sollen auch Messprotokolle entwickelt werden, welche als Grundlage für zukünftige Messungen dienen können.Der Fokus des Projekts liegt auf erdverlegten Rohrleitungen Versorgungsleitungen (VL) und Netzanschlussleitungen (NAL) sowie Gas‑Druckregel‑ und Messanlagen (GDRMA). Diese Assets wurden bei bisherigen Messungen als Hauptemissionsquellen identifiziert.
Forschungsbericht G 201824 D 3.4 03/2022 ‑PDF‑Datei‑
In diesem Bericht G 201824 D 1.2 werden die EE-Gaspotenziale (Biomethan, SNG, EE-CH4, EE-H2) in Europa (EU-27 + UK) ermittelt und mögliche Transportrouten nach Deutschland analysiert. Im ersten Schritt werden die europäischen EE-Erzeugungspotenziale länderspezifisch ermittelt und ein technisch umsetzbarer Markthochlauf definiert. Unter Berücksichtigung der energiepolitischen Ziele und des Eigenbedarfs der Erzeugungs- und Transitländer werden dann mögliche EE-Gas-Exportmengen ausgewiesen. Die im Rahmen von Roadmap Gas 2050 bereits durchgeführte technoökonomische Bewertung verschiedener Wasserstoffherstellungsverfahren hat gezeigt, dass die Produktion von grünem Wasserstoff in der MENA-Region und der Transport nach Deutschland eine viel versprechende Alternative darstellt [2]. Die Erzeugungspotenziale in dieser Region übersteigen den erwarteten europäischen Bedarf um ein Vielfaches. Allerdings fallen höhere Transport-kosten im Vergleich zur innereuropäischen Erzeugung an und die politische Lage in der Region lassen hohe Risikoaufschläge bei potenziellen Investoren erwarten. In diesem Bericht wurde der Import von EE-Methan aus der MENA-Region mit dem Import von grünem Wasser-stoff anhand einer technoökonomischen Analyse verglichen.
Forschungsbericht G 201824‑D 4.2 09/2021
Forschungsbericht G 201824‑D 4.1 09/2021
Forschungsbericht G 201824‑D 3.2 09/2021
Dieser Forschungsbericht G 201824 D 2.1 beinhaltet die Methodik und Ergebnisse der Analyse der regionalisierten und zeitlich aufgelösten Gasnachfrage in Deutschland für verschiedene Verbrauchssektoren, sowie deren vorläufiger Entwicklung bis zum Jahr 2050, basierend auf den im Projekt betrachteten Leitplankenszenarien. Zur Regionalisierung der Gasnachfrage wurde ein Modell entwickelt, welches unter Einbeziehung verschiedener Datenquellen die integrale Jahresnachfrage landkreisscharf für die verschiedenen Verbrauchssektoren ermittelt. Anschließend wurden diese Jahreswerte mit Hilfe von Standardlastprofilen und realen Temperaturverläufen in Zeitreihen überführt. Die Ergebnisse der Regionalisierung der Gasnachfrage wurden anschließend mit verschiedenen Verteilnetzbetreibern anhand von realen Daten auf Plausibilität geprüft. Die berechneten Daten weisen eine akzeptable Abweichung von der Realität auf und werden im weiteren Projektverlauf verwendet.
