Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gasnetze der Zukunft

23.06.2010
Die Studie »Auswirkungen der Biogaseinspeisung in das Erdgasnetz auf den Netzbetrieb und Endverbraucher« untersucht erstmals systematisch die möglichen technischen und wirtschaftlichen Auswirkungen der Biogaseinspeisung, benennt potenzielle Probleme und schafft die Grundlage für Gegenmaßnahmen und Optimierungen. Sie steht online unter: steht online unter: http://publica.fraunhofer.de/eprints/urn:nbn:de:0011-n-1340171.pdf

Das 2007 in Meseberg verabschiedete Integrierte Energie- und Klimaprogramm (IEKP) sieht die energieeffiziente Erschließung des vorhandenen Biogaspotenzials auf 6% des derzeitigen Erdgasverbrauchs im Jahr 2020 bzw. 10% im Jahr 2030 vor. Voraussetzung hierfür ist die Erleichterung der Einspeisung von Biogas in das bestehende Erdgasnetz, für die mit der Novellierung der Gasnetzzugangsverordnung und des EEG die notwendigen Rechtsgrundlagen 2008 und 2009 geschaffen wurden. Konkret soll so die Einspeisung von 6 Mrd. m³ im Jahr 2020 und 10 Mrd. m³ im Jahr 2030 ermöglicht werden.

Bislang gab es jedoch noch keine belastbaren Aussagen darüber, welche technischen und wirtschaftlichen Folgen die umfangreiche Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz für den Betrieb der Gasnetze und die Gasqualität hat. So fallen z.B. bei der Einspeisung von Biomethan in das Erdgasnetz bei den Netzbetreibern unvermeidbar Kosten an, die auf alle Kunden entsprechend umzulegen sind.

Die nun veröffentlichte Studie untersucht erstmals systematisch die möglichen technischen und wirtschaftlichen Auswirkungen der Biogaseinspeisung, benennt potenzielle Probleme und schafft die Grundlage für Gegenmaßnahmen und Optimierungen. Die finanziellen Auswirkungen für den Netzanschluss von Biogasanlagen wurden beziffert und durch die Entwicklung von konkreten Vorschlägen und Vergleichsrechnungen Möglichkeiten zu ihrer Minimierung identifiziert. Das Ziel war dabei, ein Optimum zwischen minimaler finanzieller Belastung der Endkunden und einer möglichst breiten Umsetzung der Biogaseinspeisung zu finden.

Die Studie wurde vom Fraunhofer-Institut UMSICHT, Oberhausen, der BALANCE VNG Bioenergie GmbH, Leipzig und der E.ON Avacon AG, Salzgitter erstellt und vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) in Form einer Zuwendung unterstützt.

Die Studie beschreibt Maßnahmen zur netzkompatiblen Einspeisung von Biomethan und bewertet die Einsatzgrenzen für verschiedene Gasnetzebenen. Die Ergebnisse zeigen, dass es neben dem etablierten, teuren Verfahren der Flüssiggasbeimischung Alternativen gibt und im Ferngasnetz der Einsatz von Brennwertrekonstruktionssystemen und in Endverteilnetzen die Schaffung von Brennwertbezirken geeignete Alternativen darstellen.

Des Weiteren wurden die Kostenstrukturen von Netzanschlussstationen evaluiert. Hierzu wurden Angebote von gebauten Netzanschlussstationen ausgewertet und die Investitions- und Betriebskosten von Netzanschlussstationen detailliert nach Baugruppen, Anlagengröße und Netzdruck aufgeschlüsselt. Die Investitionskosten werden eindeutig von der Verdichterbaugruppe (ca. 60% der Investitionskosten) bestimmt, gefolgt von den Messeinrichtungen und dem Rohrleitungsbau. Die Betriebskosten (ohne Kapitalkosten) werden hingegen von den Kosten für die Brenngaskonditionierung (mit Flüssiggas) sowie den Stromkosten für die Nachverdichtung auf den Netzdruck dominiert. Des Weiteren wurde deutlich, dass die absoluten Investitionskosten nahezu unbeeinflusst von der Anlagengröße sind und deshalb Netzanschlussstationen mit geringen Gasdurchsätzen exorbitant hohe Investitionskosten verursachen.

Basierend auf den Kostenrechnungen wurden für die verschiedenen Netzebenen Szenarioanalysen über erwartbare Netzausbau- und Biogasumlagekosten bis 2020 bzw. 2030 durchgeführt. Für die Netzebene Regional- und Endverteilnetz erfolgte eine dynamische Netzsimulation zur Abschätzung kapazitätserweiternder Netzausbaumaßnahmen (Rückverdichtung). Im Ergebnis konnten die wahrscheinlichen Netzausbaukosten (Rückspeiseanlagen) sowie der umlagefähigen Biogaseinspeisekosten (Betriebskosten Netzanschluss, vermiedene Netzentgelte, Abschreibung Netzanschlussstation) bestimmt werden. Die Wirkungsanalyse auf das Transportnetz erfolgte unter veränderten Gesichtspunkten. Hier stand im Fokus, inwieweit mit alternativen Gaskonditionierungsverfahren die biogasbezogenen Netzausbau- und Betriebskosten spürbar reduziert werden können und welche Anlagenkonstellationen aus volkswirtschaftlicher Sicht sinnvoll erscheinen. Die Ergebnisse zeigen, dass mit kleinen Biomethaneinspeiseanlagen nur ein geringer Beitrag zum Ausbau der Biogaseinspeisung geleistet werden kann, diese Anlagen jedoch exorbitant hohe Ausbau- und Netzbetriebskosten verursachen.

Die Schätzung der jährlichen Konditionierungskosten mit Flüssiggas zur netzkompatiblen Biogaseinspeisung in Transportnetze verdeutlicht den dringenden Handlungsbedarf, alternative, kostengünstigere Brennwertkonditionierungsverfahren einzusetzen. Bei Verwendung von rechnergestützten Brennwertrekonstruktionssystemen könnten die jährlichen Brenngaskonditionierungskosten um bis zu 50 % gesenkt werden.

Abschließend wird auf Optimierungs- und Effizienzsteigerungspotenziale bei der Biogasaufbereitung und dem Netzanschluss eingegangen und das ökonomische Potenzial beziffert. Dabei erfolgte auch eine intensive Auseinandersetzung mit aktuellen Frage- bzw. Problemstellungen die derzeit in der Branche bzw. zwischen Netzanschlussnehmern und Netzbetreibern kontrovers diskutiert werden. Hierzu zählen die Anlagenverfügbarkeit von Netzanschlussstationen (Redundanz), die Mindestqualitätsanforderungen an Biomethan sowie volkswirtschaftlich sinnvolle Anlagengrößen. Das Optimum aus Investitionskostenminimierung und Anlagenverfügbarkeit ist stark abhängig von der Einspeiseleistung und der Druckstufe. Im Ergebnis wurde herausgearbeitet, wie redundante Technik und vorbeugende Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen die Anlagenverfügbarkeit erhöhen und welche Maßnahmen sich rentieren.

Die Autoren empfehlen

 kleine Einspeisekapazitäten nur zuzulassen, wenn dies zu vergleichbaren Kosten möglich ist (Einspeisung in Endverteilnetze, Wegfall Nachverdichter, Schaffung von Brennwertbezirken)

 den Einsatz alternativer Brenngaskonditionierungsverfahren (REKO-Systeme, Brennwertbezirke) weiter voran zu treiben

 die Optimierung von energieeffizienten Verdichtern sowie Gasaufbereitungsverfahren zu fördern

 einseitige Kostenoptimierungen zu Lasten volkswirtschaftlich sinnvoller Netzanschlusslösungen durch Klarstellungen in Verordnungen zu verhindern

 die zügige Entwicklung von Standardverträgen für den Netzanschluss durch die Branchenverbände

 eine Harmonisierung der technischen Netzzugangsbedingungen und die Umsetzung klarer Regelungen beim Netzanschluss für die zügige Realisierung von Netzanschlüssen

 Erhöhung der Netzbetreiberverantwortung für die Umsetzung des Netzanschlusses:
- Garantie definierter Verfügbarkeiten für den Einspeiser
- Begrenzung der Netzanschlusskosten für den Einspeiser
- höhere Entscheidungsfreiheit des Netzbetreibers bei der Wahl
des Netzanschlusspunktes und der technischen Ausgestaltung
 Planbare Rahmenbedingungen für den Einspeiser durch eine zeitlich begrenzte Festschreibung oder Erlass der vermiedenen Netznutzungsentgelte (GasNEV) für Bioerdgas-Verbraucher
Fachkontakt:
Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Urban
Fraunhofer UMSICHT
Energieanlagentechnik
Telefon +49 208 8598-1124
wolfgang.urban@umsicht.fraunhofer

Iris Kumpmann | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.umsicht.fraunhofer.de/
http://publica.fraunhofer.de/eprints/urn:nbn:de:0011-n-1340171.pdf

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Bedeutung von Biodiversität in Wäldern könnte mit Klimawandel zunehmen
17.11.2017 | Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig

nachricht Medizinische Innovationen für Afrika
02.11.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte