Einführung in erdöl erdgas transport kapitel 2 , entwicklung

Grundlagen Erdgastransport und -verteilung

Prof. Dr.-Ing. Joachim Müller-Kirchenbauer Lehrstuhl für Gasversorgungssysteme – Institut für Erdöl- und Erdgastechnik Sommersemester 2013

Prof. Dr. J. Müller-Kirchenbauer Lehrstuhl für Gasversorgungssysteme 2 Grundlagen Erdgastransport und –verteilung Sommersemester 2013

Übersicht

1. Einführung und Grundlagen 2. Entwicklung der Gasversorgung 3. Aktueller Stand der Erdgasversorgung 4. Entstehung, Produktion und Aufbereitung 5. Erdgastransport 6. Erdgasspeicherung 7. Erdgasverteilung 8. Technische Sicherheit und Regelwerke 9. Wirtschaftliche Rahmenbedingungen und Regelwerke


Grundlagen Erdgastransport und -verteilung Gas als neuer Energieträger Aufbau einer ausgedehnten Versorgung in Deutschland und Europa Gebietsversorgung in Ostdeutschland und exemplarische historische

Entwicklung am Beispiel der Verbundnetz Gas AG Regulatorische Reformen und Umstrukturierung


Wilhelm August Lampadius (1772-1842)

1000 Gasaustritt in Parnassus (Orakel von Delphi) und v. Chr. ewige Feuer an anderen Orten in Griechenland, Indien, Persien

500 Nutzung von Erdgasfeuern in China, u.a. zur v. Chr. Gewinnung von Salz aus Meerwasser

1626 Entdeckung natürlicher Gasvorkommen am Erisee (später Ausganspunkt der nordamerikanischen Gasindustrie)

1681 Der Münchener Prof. Becher entdeckt, dass aus festen Brennstoffen, die unter Luftabschluss erhitzt werden, brennbare Gase entstehen

ab 1799 Leuchtgaserzeugung durch W. A. Lampadius

1811 Erste Gaslaterne in Kontinentaleuropa als Straßenbeleuchtung in Freiberg (Wohnhaus Lampadius)

Historie (1)


1815/16 erste Steinkohlen-Gasbereitungsanlage auf dem europäischen Festland in den Halsbrücker Hüttenwerken zur Herstellung von Leuchtgas

1826 Inbetriebnahme des ersten Gaswerkes in Hannover

1826 Berlin

1828 Dresden

1838 Leipzig

1846 Freiberg …

Historie (2)


1855 Gründung der 1. Deutschen Gasgesellschaft (DCGG) in Dessau

Entwicklung des Bunsenbrenners

1859 Gründung des Vereins deutscher Gasfachmänner und Bevollmächtigter deutscher Gasanstalten (heute DVGW) in Dresden

1867 Gründung Thüringer Gasgesellschaft in Gotha

1870 Es existieren auf deutschem Territorium rund 340 Gaswerke

Historie (3)


1904 Bau der ersten regenerativen Kokereigasanlage auf der Zeche Stinnes

1909 Vorschlag zur Einführung eines einheitlichen Heizwertes von H = 5.200 Wärmeeinheiten bei 0°C und 760 mm Wassersäule als Normalie durch Prof. Bunte(1)

1918 Dramatische Kohlennot führt zu Rückschlag in der Gaswirtschaft

1926 Gründung der „Aktiengesellschaft für Kohleverwertung“ zur Umsetzung der Ferngasidee – der Erschließung von Absatzmärkten für Überschussgas aus den Zechenkokereien

(1) Argument: „Die Beleuchtung ist eine besondere Form des Heizens. Die Messung der Leuchtkraft eines Gases bietet keinen zuverlässigen Maßstab für die Beurteilung von Gasen.“

Historie (4)

Hans Hugo Christian Bunte (1848-1925)


Historie (5)

1928 Gründung der Ruhrgas AG

1935 1.182 Gaswerke in Deutschland, davon: - 953 Gas- bzw. Verteilerwerke in Gemeindebesitz; - 154 gemischtwirtschaftliche Gaswerke - 75 private Gaswerke

1935 Erstes Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) tritt in Kraft - Sicherstellung der Versorgung - Versorgungsaufbau im Monopol - Verhinderung "volkswirtschaftlich schädlichen" Wettbewerbs

1935 Inbetriebnahme einer Gastank- stelle für Kraftwagen in Berlin

1940 Der Bau von Ferngasleitungen wird eingestellt

1945 Kriegsbedingt sind 48 von 51 Kokereien lieferunfähig; bereits am Jahresende liefern 26 Kokereien wieder


Historie (6)





1954 Die deutschen Erdgasvorräte (Gebiet bei Bentheim) werden auf 20 bis 30 Mrd. m³ geschätzt

1959 Gründung der Erdgasverkaufsgesellschaft Münster mbH durch deutsche Erdgasproduzenten mit der Aufgabe, das von den Gesellschaftern gefundene Erdgas zu vermarkten

1960 Gründung der Gasversorgung Süddeutschland (Baden-Württemberg) und der Gas-Union (Hessen) durch die ansässigen Kommunen als kommunale Einkaufsgesellschaften mit dem Ziel, ein eigenes Ferngasnetz aufzubauen und eine Fernversorgung mit Raffineriegas zu betreiben.

1961 Entdeckung des Slochteren-Feldes in Groningen durch die Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM), der bis dahin größte Erdgasfund in Europa

Aufbau Flächenversorgung (1)


1962 Gründung der Bayerischen Ferngas GmbH (Bayerngas).

1963 größere Erdgasfunde in Norddeutschland lassen Liefermengen von bis zu 3 Mrd. m³ eigenen Erdgases zu (Gewerkschaft Brigitta

1964 erste Erdgaslieferungen der Gewerkschaft Brigitta an Ruhrgas

1965 Erdgasanteil am gesamten Primärenergie-verbrauch beträgt liegt bei ca. 1%

1968 Beginn der Erdgaslieferungen aus Groningen und auch aus dem angrenzen-den deutschen Raum nach Süddeutschland

Mehrere in Deutschland tätige Erdgasproduzenten beteiligen sich an der Ruhrgas in der "Vereinbarung zur gaswirtschaftlichen Zusammenarbeit"



Aktionäre der Ruhrgas

25%

25%

15%0,24%

34,70% BergemannGmbH

Gelsenberg AG

Brigitte Erdgasund Erdöl GmbH

Schubert KG

Sonstige

Stimmrechte in der Ruhrgas

25%

15%0,24%

59,75% BergemannGmbH

Brigitte Erdgasund Erdöl GmbH

Schubert KG

Sonstige


Verschachtelte Beteiligungsstruktur mit komplexen Verteilungen und Bündelungen der Stimmrechte

- Bergemann-Pool • Gelsenberg AG (auch direkt Aktionär) • (Deutsche BP Holding AG) • RAG Beteiligungs-GmbH • (Ruhrkohle AG) • Mannesmann AG • Friedr. Krupp AG • Hoesch-Krupp • RWE-DEA AG • VEBA AG • andere Gesellschaften

- Schubert-Pool • Schubert Beteiligungs-GmbH • (Mobil Oil AG / Preussag AG) • Elwerath Erdgas und Erdöl GmbH • (ESSO AG / Deutsche Shell AG) • Gelsenberg AG • (Deutsche BP Holding AG)


1970 Der Anteil des Erdgases am Gesamtgasverbrauch beträgt 70% (Ruhrgas).

Abschluss des ersten Liefervertrages mit der UdSSR über Lieferungen von rd. 3 Mrd. m³/a. Gleichzeitig werden Verträge über die Lieferung von 1,2 Mio. t Mannesmann Großrohre in die UdSSR abgeschlossen.

1971 Vertragsabschluss zum Bau der TENP (Trans Europa Naturgas Pipeline)

1973 Aufnahme der ersten Erdgaslieferungen aus der UdSSR.

1976 Gründung der MEGAL GmbH Mittel-Europäische-Gasleitungsgesellschaft“ durch Gaz de France und Ruhrgas zum Bau einer Transportleitung zwischen der Grenze zur Tschechoslowakei (Waidhaus) und Frankreich (Medelsheim)



1977 Aufnahme der Erdgaslieferungen aus der norwegischen Nordsee (Ekofisk-Feldergruppe)

1980 Entdeckung des bedeutenden Erdgas-feldes Söhlingen

1984 Beginn der Erdgaslieferungen aus Däne-mark (Vertrag der Ruhrgas und der BEB Gewerkschaften Brigitta und Elwerath Betriebsführungsgesellschaft mbH mit der Dansk Olie & Naturgas A/S (D.O.N.G.)

1985 Fertigstellung und Inbetriebnahme einer separaten Gastransitleitung durch die DDR zur Versorgung von Westberlin

Ausweitung der Gasbezüge aus Norwegen (Statfjord-Feld)



1987 Verlängerung der gaswirtschaftlichen Zusammenarbeit zwischen Ruhrgas und deren Erdgasliefernden Aktionären. Dadurch werden weiterhin wesentliche Erdgasmengen aus deutschen Feldern an die Ruhrgas geliefert.

1994 Beginn der Erdgaslieferungen auch aus Großbritannien über die Unterwasser-Pipeline Interconnector (Bacton, England - Zeebrügge, Belgien)



Europäische Fernleitungsnetze 1970


Europäisches Fernleitungsnetz 2004





Deutsche Gaswirtschaft zum Teil zerstört von ehemals 240 Gaswerken 1946 nur noch 140 in Betrieb Verzögerung der Wiederaufnahme der Gasproduktion Ferngasleitungsnetz in Deutschland noch nicht weit entwickelt die relativ wenig beschädigten Ferngasleitungen waren damals im Besitz

mehrerer kleinerer Ferngasgesellschaften sehr geringer nutzbarer Anlagenbestand vorhanden Vorlage erster Konzeptionen für den Ausbau eines überregionalen Gasverbundnetzes in Ostdeutschland Leitungsbau aus Mangel an

Rohren allerdings zunächst äußerst begrenzt

1945

1948

Versorgung in Ostdeutschland (1)


Beschluss zum Bau der Braunkohlenkokerei Lauchhammer Ziel: Schaffung einer metallurgischen Basis durch Produktion von

geeignetem Braunkohlenkoks Noch über 200 Gaswerke auf Steinkohlebasis in Betrieb Stadtgasproduktion: 2,5 Mrd. m³/a regionale Gasverteilung Beschluss zum Aufbaus des Braunkohleveredlungskombinates „Schwarze Pumpe“

1950

1954



Ausbauplanung 1956 1945



Inbetriebnahme der Braunkohlenkokerei Lauchhammer Beginn der Stadtgaslieferungen aus Lauchhammer Inbetriebnahme des Braunkohleveredlungskombinates „Schwarze Pumpe“ zur überregionalen Stadtgaserzeugung Beginn der Einspeisung in den 1. Untergrundspeicher Ketzin zum Ausgleich der Gasabsatzschwankungen jährliches Gasaufkommen: ca. 4,5 Mrd. m³ Stadtgas und ca. 1 Mrd. m³ Eigenerdgas

1961

1964




bis 1956 Neubau von insgesamt 9 Ferngasleitungen 1961 Konzipierung des

Stadtgas-Verbundnetzes nach dem Verfahrensdruck der Sauerstoffdruckvergasung im Kombinat „Schwarze Pumpe“ Verbindung „Schwarze Pumpe“

mit der zentralen Sammelschiene in Lauchhammer Gesamtlänge ca. 2.500 km


Beginn der Erdgasförderung Lütow auf Usedom

Erfolgreiche Erdgasexploration in der Altmark (Salzwedel)

Ausbau der Erdgasförderung in den nächsten Jahren

Verhandlungen mit der UdSSR über Lieferverträge russischen Erdgases für die DDR

Voraussetzung: Fertigstellung eines Transitsystems von der Sowjetunion bis nach Sayda (Erzgebirge)

Ziel: Aufbau eines schrittweisen einheitlichen Gasverbundsystems für Ostdeutschland auf der Basis russischer Erdgasqualität

1965

1968



Aufnahme der Zumischung von Eigenerdgas (EEG) aus der Altmark zur Stadtgasproduktion

Fertigstellung der Erdgastransitleitung UdSSR-CSSR-DDR

Aufnahme der ersten Erdgaslieferungen aus der UdSSR

weiterer Ausbau des Eigenerdgassystems

Inbetriebnahme der Erdgasspaltanlage im Gaskombinat „Schwarze Pumpe“

Inbetriebnahme des Untergrundgasspeichers Bernburg

1. Inbetriebnahme der Verdichterstation Sayda

1971

1973

1974

1978




Ausbau des Eigenerdgassystems (EEG-Versorgung bis Bernburg) Gasleitungsbestand VNG 1974

– PN 64 – 900 km – PN 25 – 5.950 km – PN 10 – 760 km Gasleitungsbestand regional 1974

– HD – 72.50 km – MD – 11.70 km – ND – 31.400 km Bestand an Hochdruckleitungen

der VNG für Stadtgas 1972 – ca. 3.900 km


Stadtgasumschlag des Verbundsystems: ca. 8,2 Mrd. m³/a

der Anteil des Gaskombinates „Schwarze Pumpe“ an der Einspeisung lag bei ca. 85 %

Stadtgaslieferungen erfolgten etwa zu gleichen Teilen an Industrie bzw. an Haushalt / Kleinverbraucher

Eigenerdgasnutzung vorrangig zur Unterkesselfeuerung / Stromerzeugung

Struktur der überregionalen Versorgungs- systeme für Erdgas bestand Ende der 80er Jahre aus wenigen verzweigten Haupttrassen, die von den Übernahme- stationen in die Einsatzzentren (z.B. Gaskombinat „Schwarze Pumpe“) führten

1989




bis 1989 Ausbau der Verbindung zwischen Lauchhammer und dem Speicher Kirchheilingen Gasleitungsbestand VNG:

– PN 64 – 3.160 km – PN 25 – 4.560 km – PN 10 – 250 km Gasleitungsbestand regional:

– HD – 9.480 km – MD – 1.350 km – ND – 2.900 km Bestand an Hochdruckleitungen

der VNG für Stadtgas 1989: – ca. 5.200 km


Umwandlung der VEB Verbundnetz Gas in die VNG - Verbundnetz Gas Aktiengesellschaft

nach 1990 Notwendigkeit der Gasumstellung (Stadtgas nicht mehr wettbewerbsfähig, zu hohe Stadtgaspreise)

Sicherstellung langfristiger Erdgasbezüge (Russland, Norwegen, Deutschland)

Herstellung von Verbindungen zum westeuropäischen / westdeutschen Bezugssystem (Leitungsneubau)

Die neuen Bundesländer erreichen mit 70 % Erdgasheizungen bei neu gebauten Wohnungen Niveau der alten Bundesländer

Abschluss der Umstellung der öffentlichen Gasversorgung in Ostdeutschland von Stadt- auf Erdgas

1990

1993

1995






Regulatorische Reformen (1)

1935 Gesetz zur Förderung der Energiewirtschaft (EnWG) v. 13.12.1935

– Sicherstellung der Energieversorgung – Aufbau einer flächendeckenden Energieversorgung, die nur im

Monopol möglich war – Verhinderung von Wettbewerb (EVU hatten Gebietsschutz) – „Volkswirtschaftlich schädliche Auswirkungen des Wettbewerbs“ sollten

verhindert werden (Präambel 1935) – Allgemeine Anschluss- u. Versorgungspflicht – Demarkationsverabredungen untereinander und

Exklusivversorgungsrechte via Konzessionsverträge sollten eine volkswirtschaftlich unsinnige Doppel- und Parallelinvestition verhindern

– Folge: Gebietsmonopole und Preisaufsicht durch die Landesbehörden



1957 Gesetz gegen Wettbewerbsbeschränkungen (GWB) v. 27.07.1957

1958 Bundestarifordnung Gas (BTOGas) – Möglichst sichere und preisgünstige Versorgung – Tarife bedürfen der Genehmigung der Preisaufsichtsbehörde – Genehmigt werden Höchstpreise, die in Anbetracht der gesamten

Kosten- und Erlöslage bei rationaler Betriebsführung erforderlich sind

1998 Gesetz zur Neuregelungen des Energiewirtschaftsrechts (NeuregelungsG) v. 24.04.1998

– Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung (EnWG) – Änderungen des GWB

1998 Gasbinnenmarktrichtlinie 98/30/EG v. 22.06.1998 2000 Verbändevereinbarung (VV) Gas v. 04.07.2000 2002 Verbändevereinbarung (VV) II Gas v. 02.05.2002



2003 EnWG-Novelle (zur Umsetzung der EU-Gasbinnenmarktrichtlinie des

Jahres 1998) v. 20.05.2003

2003 EU-Beschleunigungsrichtlinien Elektrizität und Erdgas

2005 EnWG-Novelle vom 12.07.2005 zur Umsetzung der Beschleunigungsrichtlinien von 2003

2007 EU-Verordnung zum Zugang zu Gas-Fernleitungen

2009 Drittes Richtlinienpaket der EU zur Strom- und Gasmarktliberalisierung (Umsetzung 2011)


Umstrukturierung (1)

Sicherstellung einer hohen Versorgungssicherheit durch Neubau von Ferngasleitungen und Übernahme-/Übergabestationen Juni 1995 Abschluss der

Umstellung der öffentlichen Gasversorgung in Ostdeutschland von Stadt- auf Erdgas Umstellungsbilanz:

– HD - 5000 km – MD - 1000 km – ND - 21000 km – 8000 km Abnehmeranschlüsse


Umstrukturierung (2) – Einbindung in europäischen Verbund


Umstrukturierung (3) – Einbindung in europäischen Verbund


Ferngasleitungen: 7.043 km

Untergrundspeicher: 6 (an insgesamt 5 Standorten)

Gesamtspeicherkapazität: 2,3 Mrd. m³

Verdichterstationen: 2 (+ 4 Verdichteranlagen UGS)

Gesamtverdichterleistung: 77,8 MW (8 Kolbenverdichter, 7 Turboverdichter)

Übergabe-/Übernahmepunkte: 8

Gasdruckregel-/Messanlagen: 36

Lasow

Leitungsnetz der Ontras – VNG Gastransport GmbH

Umstrukturierung (4) – Transmission System Operator


Umstrukturierung (5) – Regionale Netzbetreiber


Umstrukturierung (6) – Distribution System Operator

Documents

Einführung in erdöl erdgas transport kapitel 2 , entwicklung