Delphi -Kurzstudie: Praxis und Potenzial von Power to Gas .Delphi-Kurzstudie: Praxis und Potenzial

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Kurzstudie im Auftrag der Zukunft ERDGAS GmbH

Juni 2017

Ansprechpartner:

Kathrin Graf, Handlungsbevollmchtigte, Senior-Beraterin

Tel: +49 (0) 30 364100 202 E-Mail: graf@nymoen-strategieberatung.de

Sophie Carlotta Sendler, Junior-Beraterin

Tel: +49 (0) 30 364100 202 E-Mail: graf@nymoen-strategieberatung.de

nymoen strategieberatung gmbh Joachimsthaler Strae 20

D-10719 Berlin

www.nymoen-strategieberatung.de

Delphi-Kurzstudie: Praxis und Potenzial von Power-to-Gas

http://www.nymoen-strategieberatung.de/

Delphi-Kurzstudie: Praxis und Potenzial von Power-to Gas

Juni 2017 Seite 2 von 14

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung ......................................................................................................................................... 3

2 Methodik ........................................................................................................................................... 3

3 Reprsentativitt ............................................................................................................................. 3

4 Bisherige Erfahrungen mit PtG ...................................................................................................... 5

4.1 Anlagendaten ............................................................................................................................ 5

4.2 Wirkungsgrad ............................................................................................................................ 5

4.3 Gasgestehungskosten .............................................................................................................. 6

4.4 Zielsetzung ............................................................................................................................... 6

5 Potenziale von PtG .......................................................................................................................... 7

5.1 Einsatz von Stakeholdern ......................................................................................................... 7

5.2 konomisches Potenzial .......................................................................................................... 7

5.3 kologisches Potenzial ............................................................................................................ 8

5.4 Hrden ...................................................................................................................................... 8

6 Ausblick / Entwicklung von PtG .................................................................................................... 9

6.1 Option: reine Wasserstoffeinspeisung ...................................................................................... 9

6.2 Prognostizierte Wirkungsgradsteigerung 2030 ........................................................................ 9

6.3 Prognostizierte Kostendegression 2030 ................................................................................. 10

6.4 Regulatorische Hebel ............................................................................................................. 11

6.5 Prognostizierte Anteile von erneuerbaren Gasen in 2030 ..................................................... 12

6.6 Wettbewerbsfhigkeit gegenber fossilem Gas ..................................................................... 13

7 Fazit ................................................................................................................................................13

Delphi-Kurzstudie: Praxis und Potenzial von Power-to Gas

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1 Einleitung

Whrend politisch weitgehend unbestritten ist, dass eine erfolgreiche Energiewende alle Sektoren

einbeziehen muss, bestehen deutliche Meinungsunterschiede darber, wie dies in der Praxis

geschehen soll. Dabei geht es insbesondere um die Frage, welche Rolle Gas und die bestehende

Gasnetzinfrastruktur durch die Power-to-Gas-(PtG)-Technologie bei der Sektorenkopplung spielen

kann und soll. So wird hufig auf die Ineffizienz der Anlagen aufgrund der hohen

Umwandlungsverluste hingewiesen und dann mit dem Verweis auf das Kriterium efficiency first der

Einsatz dieser Technologie als letztes Mittel gesehen.

Vor diesem Hintergrund hat die Zukunft ERDGAS GmbH die nymoen|strategieberatung beauftragt,

Anlagenhersteller und -betreiber zum Potenzial und zur Entwicklung von PtG im Rahmen von

telefonischen Kurzinterviews zu befragen. Nach einem kurzen berblick ber die verwendete

Methodik (Kap. 2) sowie eine kurze Bewertung der Reprsentativitt der Umfrage (Kap. 3) werden die

Ergebnisse der Befragung in Bezug auf die bisherigen Erfahrungen (Kap. 4), die Potenziale (Kap. 5)

sowie die Entwicklung von PtG (Kap. 6) zusammengefasst.

2 Methodik

Die Ergebnisse dieser Kurzstudie wurden anhand der Delphi-Methode ermittelt. Ziel dieser

Schtzmethode ist es, knftige Trends und technische Entwicklungen zu prognostizieren. Auch ohne

einen mehrstufigen Prozess eignet sich diese Methode sehr gut fr eine Expertenbefragung anhand

eines formalisierten Fragebogens und ist das gebruchlichste intuitive Prognoseverfahren.

Zur Bewertung der Einschtzungen der aktuellen technischen, wirtschaftlichen und regulatorischen

Bedingungen von PtG und der knftigen Entwicklung wurde eine Fnf-Punkte-Likert-Skala genutzt.

Diese vorgegebene mehrstufige Intervallskala ermglicht ein differenziertes Bild der Ablehnung oder

Zustimmung zu bestimmten Themen. Die zustzliche Antwortmglichkeit wei nicht stellt sicher,

dass fehlendes Wissen zur Fragestellung zu keiner Verzerrung fhren. Die mittlere Kategorie der

Skala bleibt somit denen vorbehalten, die hierzu bewusst eine neutrale Einstellung haben.

3 Reprsentativitt

In Deutschland sind aktuell 36 PtG-Anlagen in Betrieb1. Im Rahmen der Befragung wurden zehn

Unternehmen angefragt. Neun Experten erklrten sich bereit und hatten die Zeit, an der Umfrage

teilzunehmen. Damit werden zwlf Anlagen reprsentiert, was einer Quote von 33 % entspricht.

Bei den Anlagen handelt es sich um Demonstrationsanlagen, die hufig spezielle Anlagentechnik

erproben bzw. in besondere Projekte eingebunden sind, so dass die Anlagen nicht miteinander

vergleichbar sind. Daher knnen die Ergebnisse insbesondere im Hinblick auf die bisherigen

Erfahrungen nicht als reprsentativ gewertet werden. Allerdings wurde versucht, unterschiedlichste

Anlagenkonstellationen zu erfassen, um so ein breites Einsatzfeld der Technologie abzubilden. So

1 dena, abgerufen am 21. Juni 2017 unter http://www.powertogas.info/power-to-gas/pilotprojekte-im-

ueberblick/?no_cache=1

http://www.powertogas.info/power-to-gas/pilotprojekte-im-ueberblick/?no_cache=1http://www.powertogas.info/power-to-gas/pilotprojekte-im-ueberblick/?no_cache=1

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sind alle Prozessschritte vertreten (Elektrolyse, Elektrolyse + Methanisierung, biologische

Methanisierung). Auch die regionale Verteilung der Anlagen in Bundesgebiet ist gegeben. Abbildung 1

zeigt die aktuellen PtG-Projekte in Deutschland. Aus Anonymittsgrnden wurden in der folgenden

Karte die in dieser Studie betrachteten Anlagen nicht gesondert herausgehoben.

Abbildung 1: Power-to-Gas Pilotprojekte in Deutschland

Delphi-Kurzstudie: Praxis und Potenzial von Power-to Gas

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4 Bisherige Erfahrungen mit PtG

4.1 Anlagendaten

Die betrachteten PtG-Anlagen wurden im Zeitraum von 2010 bis 2017 in Betrieb genommen. Die

Nennleistung der Anlagen reicht von 0,15 MW bis 6,3 MW. In neun genannten Pilotanlagen wird durch

Elektrolyse Wasserstoff hergestellt und ins Gasnetz eingespeist. In zwei weiteren Pilotanlagen wird

durch Elektrolyse Wasserstoff hergestellt, der dann in einem zweiten Schritt methanisiert und in das

Gasnetz eingespeist wird. In einer Anlage wird Wasserstoff bisher extern bezogen und in einem

zweiten Schritt eine biologische Methanisierung zur Herstellung von synthetischem Gas angewandt.

4.2 Wirkungsgrad

Die Experten geben fr die Elektrolyse Wirkungsgrade von 65 - 80 % an. In einer Anlage wird sogar

ein Wirkungsgrad von ber 80 % erreicht. Dieser lasse sich laut Aussage des Befragten auf die

Einbindung der Anlage in ein Industriekonzept sowie die Dampfnutzung zurckfhren (geringerer

spezifischer Energiebedarf). Zum Wirkungsgrad der Methanisierung uerten sich nur drei Experten.

Die Wirkungsgrade werden hier mit 70 - 83 % ausgewiesen. Ausgehend von den genannten

Wirkungsgraden fr die Elektrolyse und Methanisierung wrde sich ein Gesamtwirkungsgrad

zwischen 46 68 % ergeben. Drei Experten weisen darauf hin, dass eine Nutzung der Abwrme den

Gesamtwirkungsgrad auf bis zu 90 % steigern knne. Um die Potenziale umfnglich auszunutzen,

msse daher bei PtG-Projekten ein vernnftiges Wrmenutzungskonzept sichergestellt werden.

Abbildung 2: Wirkungsgrad Elektrolyse und Methanisierung in Prozent

Zwei Experten weisen darauf hin, dass es der Bundesregierung in der Diskussion allein um die

Wirkungsgrade gehe. Die Herausforderung sei allerdings der h