Gazenergie

Das Gasnetz wird klimaneutral

2050 werden im Schweizer Gasnetz nur noch klimaneutrale Gase zirkulieren. Neben Biogas wird dies grüner Wasserstoff und daraus hergestelltes synthetisches Methan sein. Treiber für diese Entwicklung ist Deutschland, das enorme Importmengen an grünem Wasserstoff benötigen wird. Von der damit angestossenen Wasserstoffindustrie wird auch die Schweiz profitieren.

Gas belastet die Treibhausgasbilanz mit rund 220 g CO2/kWh. Das sind zwar rund 25 Prozent weniger als Erdöl, aber immer noch viel zu viel, um die Zielsetzung von Netto-Null bis 2050 zu erreichen. Viele fordern daher, das Gasnetz stillzulegen und die Gasnutzung durch erneuerbare Energien abzulösen. Diese Forderung ist aber kontraproduktiv, denn das Gasnetz wird in Zukunft entscheidende Beiträge zu einer klimaneutralen Energieversorgung leisten.

Es gibt heute eine Vielzahl unterschiedlicher Gasanwendungen. Die einfache und verlässliche Gasheizung ist nur eine davon. Immer mehr werden Gasheizungen mit erneuerbaren Wärmequellen wie Sonne oder Umweltwärme kombiniert. In vielen Fernwärmelösungen ist Gas das Rückgrat für Zeiten mit Spitzennachfrage. Heizungen, die auf Wärme-Kraft-Kopplung (WKK) basieren, liefern zusätzlich Strom zum Ausgleich der immer grösser werdenden Winterlücke. Bei industriellen Anwendungen gibt es kaum Alternativen für den hochwertigen und verlässlichen Brennstoff Gas. Dies gilt auch für historische Quartiere in Stadtkernen, wo bauliche Eingriffe kaum möglich sind. Eine Stilllegung von Gasnetzen und damit der Verzicht auf diese hochwertigen Technologien macht daher wenig Sinn. Falls es Alternativen gibt, sind diese sehr teuer und auch mit Umweltbelastungen verbunden. Die Lösung heisst daher Dekarbonisierung: Das Gas muss klimaneutral werden.

Langjährige Erfahrungen mit Biogas

Klimaneutrale Gase sind nichts Neues. Schon 1997 wurde in der Schweiz die erste Biogasanlage mit Einspeisung in Betrieb genommen und seither ist die Anzahl Anlagen laufend gestiegen. 2019 haben 36 Anlagen mehr als 400 GWh Biogas ans Netz geliefert. Die CO2-Emissionen von Biogas über den ganzen Lebenszyklus betragen rund 68 g CO2/kWh produzierte Wärme. Andere erneuerbare Wärmequellen können diesen Wert kaum unterbieten. Das Potenzial in der Schweiz zur Produktion von einspeisefähigem Biogas beträgt rund 4 TWh. Dazu kommen 5 TWh grüner Wasserstoff. Dieser kann direkt ins Netz eingespeist oder mittels Nutzung von CO2 in synthetisches Gas umgewandelt werden. Grüner Wasserstoff stammt immer aus erneuerbaren Quellen. Blauer Wasserstoff wird aus Erdgas hergestellt. Dabei wird der Kohlenstoff abgespalten und entweder in unterirdischen Lagern gespeichert (Carbon-Capture and Storage) oder in Carbon-Werkstoff umgewandelt (Carbon-Capture and Use). Diese Technologien sind allerdings sehr energieaufwändig und daher nur in einer Übergangsphase sinnvoll.

Wie bereits heute wird die Schweiz zusätzliche Mengen an erneuerbaren Gasen importieren. In den nächsten Jahren primär Biogas, mittel- bis langfristig schwergewichtig blauer und später grüner Wasserstoff, der in Regionen produziert werden wird, die viel Windund Sonnenstrom produzieren.

Sinkende Gestehungskosten

Grösste Herausforderung sind im Moment die hohen Produktionskosten für Wasserstoff. Doch mit den in vielen Ländern angestossenen Förderprogrammen können die Produktionskapazitäten für Elektrolyseure massiv erhöht und damit die Gestehungskosten entscheidend verringert werden. Zudem werden zusätzliche Effizienzgewinne in der Produktion entstehen. Greenpeace rechnet für grünen Wasserstoff mit Kosten von 9 bis 12 Cents/kWh im Jahr 2030 und zwischen 6 und 9 Cents/kWh 2050. Daten der Internationalen Energieagentur (IEA) bestätigen diese Entwicklung.

Die vollständig erneuerbare Energieversorgung in Deutschland bedingt riesige Mengen an grünem Wasserstoff. Dies bestätigt die kürzlich publizierte Wasserstoffstrategie der deutschen Bundesregierung. Gemäss Schätzungen von Greenpeace, die auf Daten des Wuppertal Institutes und von energy brainpool basieren, sind es über 1000 TWh pro Jahr. Deutschland wird aber nicht in der Lage sein, diese Mengen selbst produzieren zu können. Mehr als 240 TWh sind kaum möglich. Der Rest muss daher importiert werden. Diese hohe Nachfrage in Deutschland, aber auch in anderen Ländern, wird dazu führen, dass eine international vernetzte Wasserstoffindustrie entstehen wird. Davon kann auch die Schweiz profitieren. 2050 werden daher im Schweizer Gasnetz nur noch klimaneutrale Gase fliessen.

Literatur:

  • Gas for Climate (2020): Gas Decarbonisation Pathways 2020-2050
  • Greenpeace (2020) : Blauer Wasserstoff; Lösung oder Problem der Energiewende
  • IEA (2919): The Future of Hydrogene
  • Carbotech (2020): Ökologischer Vergleich von Heizsystemen