Metaanalyse zur Rolle von Power-to-Gas und Biogas

Erneuerbare Gase sind klimafreundliche Lösungen: Sie werden in Zukunft Lücken der wetterabhängigen Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie füllen und in den Sektoren Wärme und Verkehr – je nach Umsetzung von Energieeffizienz, Energieeinsparung und Elektrifizierung – einen Beitrag leisten. Großes Potenzial für Biomethan und Power-to-Gas liegt vor allem im Verkehr und in der Industrie, so ein Ergebnis der Metaanalyse „Die Rolle erneuerbarer Gase in der Energiewende“ der Agentur für Erneuerbare Energien (AEE).

Die AEE vergleicht in der Analyse die Aussagen von 26 Studien zur Rolle und zu den Potenzialen biogener und synthetischer Gase bis zum Jahr 2050. „In allen ehrgeizigen Klimaschutzszenarien spielen die erneuerbaren Gase eine Schlüsselrolle für die zukünftige Energieversorgung“, betont Philipp Vohrer, Geschäftsführer der AEE und ergänzt: „Die Konsequenz der Pariser Beschlüsse ist, dass auch die Gasversorgung auf 100 Prozent erneuerbare, klimaneutrale Alternativen umgestellt werden muss.“

Hintergrund: Im Jahr 2016 betrug der Endenergieverbrauch von Gas in Deutschland etwa 663 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh). Nur weniger als 8 Prozent bzw. rund 50 Mrd. kWh davon stammten aus Biogas und waren damit klimaneutral. Synthetische erneuerbare Gase (Power-to-Gas) leisten aktuell noch keine signifikanten Beiträge. Der Metaanalyse zufolge werden Biogas und Biomethan 2050 zwischen 61 und 200 Mrd. kWh sowie synthetische Gase zwischen 200 und 770 Mrd. kWh zum Energieverbrauch beitragen, wenn eine CO2-Reduktion von 95 Prozent gegenüber 1990 angestrebt wird.

Dabei wird sich die Rolle von Biogas für die Energiewende fundamental ändern: Von den derzeit 9.200 Biogasanlagen in Deutschland mit einer installierten Leistung von mehr als 5.000 Megawatt (MW) erzeugt der größte Teil quasi rund um die Uhr gleichmäßig Strom und Wärme. In Zukunft wird aber Biogas weniger Einsatzzeit im Strommarkt bekommen. Es wird erwartet, dass immer mehr Biogasanlagen ihre Stromerzeugung auf die Zeiten konzentrieren, in denen Windenergie- und Photovoltaikanlagen gerade wenig Strom produzieren.

Mengenmäßig werden bei der Stromerzeugung aus Biogas in den untersuchten Studien daher keine großen Zuwächse erwartet. Potenzial für eine signifikante Nachfragesteigerung seien eher im Verkehr und in der Industrie zu erwarten, z.B. im Güterfernverkehr und in der Hochtemperatur-Prozesswärme. Dafür muss das Biogas zu Erdgasqualität (Biomethan) aufbereitet und ins Gasnetz eingespeist werden. Im Jahr 2016 speisten knapp 200 Aufbereitungsanlagen 9,4 Mrd. kWh Biomethan in das Gasnetz ein.

In Summe wird das größte Potenzial für die synthetischen Gase ebenfalls im Verkehr und in der Industrie gesehen. Manche Studien gehen von erheblichen Mengen synthetischer Gase aus, da sie die technischen und ökonomischen Hürden einer weitgehenden Elektrifizierung von Wärme- und Verkehrssektor, z.B. den Aufbau einer Infrastruktur für Elektroautos, als beträchtlich einschätzen. Andere Studien hingegen gehen von deutlich weniger synthetischen Gasen aus, da die Zwischenspeicherung von Strom als Gas erhebliche Effizienzeinbußen gegenüber der direkten Stromnutzung für Elektromobile oder Wärmepumpen mit sich bringt.

Eine zentrale Frage ist, wo die Power-to-Gas-Anlagen aufgebaut werden sollen: Die eine Hälfte der analysierten Studien geht davon aus, dass Deutschland seinen Bedarf an synthetischen Gasen zu 100 Prozent aus heimischer Produktion decken kann. Der dafür benötigte Stromverbrauch steigt dann aber auf bis zu 1.000 Mrd. kWh jährlich an.

Die andere Hälfte geht von Importanteilen zwischen ca. 50 und 100 Prozent aus, da die Gaserzeugung an anderen Standorten mit besseren Windbedingungen und höherer Sonneneinstrahlung deutlich günstiger sei als in Deutschland. Der Importpreis synthetischer Gase werde laut einzelner Szenarien bis 2050 auf bis zu 6,8 Cent pro kWh sinken und wäre dadurch konkurrenzfähig mit konventionellem Erdgas.

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