DBI-Studie

Grünes Flüssiggas spielt tragende Rolle bei der Energiewende auf dem Land

Gemäß dem Klimaschutzgesetz der Bundesregierung soll Deutschland bis 2045 treibhausgasneutral sein. Grünes Flüssiggas aus Deutschland kann den gesamten künftigen Bedarf für eine klimafreundliche Wärmeversorgung von Wohngebäuden decken, die nicht an das Erdgasnetz angeschlossen sind. Dies zeigt eine Potenzial-Studie der DBI – Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg (DBI), die der Deutsche Verband Flüssiggas e.V. (DVFG) vorgelegt hat/1/.

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Technologiebewertung unter Berücksichtigung der Rohstoffquelle Bild: DBI – Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg
Technologiebewertung unter Berücksichtigung der Rohstoffquelle Bild: DBI – Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg

Als netzunabhängiger Energieträger eröffnet Flüssiggas in Deutschlanddezentrale Optionen einer klimafreundlichen Wärmeversorgung. Durch einen konsequenten Umstieg von Heizöl auf die emissionsarme Alternative Flüssiggas könnten in Wohngebäuden, die nicht an das Erdgasnetz angeschlossen sind, bundesweit pro Jahr rund 4 Mio. t CO2 eingespart werden /2/. Wird das Flüssiggas aus erneuerbaren Quellen gewonnen, lassen sich das Klimaschutzpotenzial des Energieträgers zusätzlich ausschöpfen und die CO2-Emissionen weiter senken. Denn grünes Flüssiggas ist nahezu klimaneutral: Wurde es aus Biogas synthetisiert, wird bei der Verbrennung nur so viel CO2 freigesetzt wie zuvor von den Pflanzen bei der Photosynthese aus der Atmosphäre entnommen wurde.

Flüssiggasbasierte Heizungsanlagen können im Wohnungsbestand ohne technische Anpassungen betrieben werden. Zudem lassen sich auch andere am Markt verfügbare Heiztechnologien wie Gaswärmepumpen, Gasbrennstoffzellen, Gas-Blockheizkraftwerke oder Gasbrennwertheizungen mit regenerativem Flüssiggas betreiben. Damit kann grünes Flüssiggas als zentraler Baustein der erfolgreichen Energiewende für den Wohnungsbestand im ländlichen Raum dienen.

Grünes Flüssiggas statt Öl

Aktuell werden auf dem Wärmemarkt in Deutschland rund 1 Mio. t Flüssiggas pro Jahr abgesetzt. Das Marktpotenzial für grünes Flüssiggas ist enorm: 1,53 Mio. der insgesamt 5,87 Mio. Ölheizungen in Deutschland liegen laut dem DBI außerhalb erdgasversorgter Gebiete und sind somit auf eine leitungsunabhängige Alternative angewiesen. Gleiches gilt für 1,55 Mio. Ölheizungen, die sich zwar innerhalb erdgasversorgter Gebiete befinden, jedoch mehr als 500 m vom Netzzugang entfernt sind. In diesen Fällen ist die Schaffung eines neuen Netzzuganges oftmals unwirtschaftlich. Daher bietet sich bei rund der Hälfte der Ölheizungen in Deutschland (3,08 Mio.) eine Umstellung auf den leitungsunabhängigen Energieträger Flüssiggas an. Dadurch würde ein zusätzlicher Bedarf an grünem Flüssiggas von 2,7 Mio. t pro Jahr entstehen. Insgesamt errechnet die DBI-Studie bis zum Jahr 2050 ein Absatzpotenzial für grünes Flüssiggas im Wärmemarkt in Deutschland von 3,7 Mio. t pro Jahr.

Herstellungsverfahren fürgrünes Flüssiggas

Neben den Potenzialen für den ländlichen Raum untersucht die DBI-Studie „Grüne Flüssiggasversorgung: Aktueller Stand und Entwicklungsmöglichkeiten“ auch verfahrenstechnische Optionen für die Erzeugung des alternativen Brennstoffs. Aus technischer Sicht gibt es dafür zahlreiche Prozessrouten. Einige hat das DBI unter Berücksichtigung unterschiedlicher Rohstoffquellen analysiert, darunter die stoffliche Nutzung von Biogas sowie die Co-Elektrolyse von CO2 und regenerativ erzeugtem Wasserstoff. Bewertet wurden sie anhand des Kohlenstoffnutzungsgrads, der Energieeffizienz, der Technologieverfügbarkeit sowie der Nutzung der Nebenprodukte. Zur Synthesegaserzeugung und -optimierung erfolgte dabei eine tiefergehende Analyse hinsichtlich folgender Verfahren: Dampfreformierung, trockene Reformierung und reverse Wassergas-Shift. Auf dem Weg zum Endprodukt wurde die Fischer-Tropsch-Synthese sowie die Synthese über MTO-Verfahren (MTO: Methanol-to-Olefine) betrachtet.

Im Ergebnis ist der Prozess der trockenen Reformierung von Biogas mit anschließender Dimethylether- und Propylensynthese die wirtschaftlichste Methode grünes Flüssiggas herzustellen. Ein weiterer aussichtsreicher Weg ist die Co-Elektrolyse von CO2 und regenerativ erzeugtem Wasserstoff mit anschließender Dimethylether- und Propylensynthese. Das CO2 fällt beispielsweise bei der Aufbereitung von Biogas zu einspeisefähigem Biomethan an.

Deutschland kann sich selbst mit grünem Flüssiggas versorgen

Der gesamte Bedarf an grünem Flüssiggas, der im Jahr 2050 für den Wärmemarkt in Deutschland mit rund 3,7 Mio. t pro Jahr veranschlagt wird, kann laut der DBI-Studie komplett aus heimischen Quellen gedeckt werden. Dafür würden rund 73 % der Biogasmengen sowie rund 4 % der Power-to-Gas-Wasserstoffmengen benötigt. Die DBI geht hierbei für das Jahr 2050 von einem Wasserstoffpotenzial für Deutschland aus PtG-Technologie von ungefähr 46,6 Mrd. m3 i. N. aus. Das Biogaspotenzial, das der Ausgangspunkt für die Prozessvariante der trockenen Reformierung von Biogas mit anschließender Dimethylether- und Propylensynthese ist, schätzt die DBI für das Jahr 2050 auf jährlich 18.200 Mio. m3.

Die Erzeugung von grünem Flüssiggas kann vielen Betreibern von Biogasanlagen eine zusätzliche Perspektive bieten. Aktuell gibt es etwa 9.400 Biogasanlagen in Deutschland, die vorrangig „nur“ Strom erzeugen und damit geringe Gesamtnutzungsgrade erreichen. Da immer mehr Biogasanlagen in den nächsten Jahren aus der EEG-Vergütung ausscheiden, werden diese Betriebe nach neuen Vertriebsmöglichkeiten suchen. Der nächste Schritt ist daher die Errichtung von Demonstrations- und Pilotanlagen.

Das Potenzial für grünes CO2, das Ausgangspunkt für die Prozessvariante Co-Elektrolyse von CO2 zusammen mit regenerativ erzeugtem Wasserstoff ist, liegt für das Jahr 2050 laut DBI bei 830 Mio. m3 pro Jahr.

Basis der DBI-Prognose ist der bestehende Anlagenstand in den Bereichen Biogas und grünes Kohlenstoffdioxid aus der Biogasaufbereitung. Grüner Wasserstoff soll aus erneuerbarem Strom mittels Elektrolyse (Power-to-Gas) erzeugt werden.

Bestehendes Vertriebsnetz in ganz Deutschland

Die leitungsunabhängige Heizenergie Flüssiggas wird per Binnenschiff, Bahnkesselwagen, Tank- und Lastkraftwagen transportiert. Durch eine zuverlässige bundesweite Versorgungsinfrastruktur für Flüssiggas und eine ausgereifte Logistikkette kann die Flüssiggaswirtschaft eine schnelle Versorgung der Kunden mit grünem Flüssiggas im gesamten Bundesgebiet sicherstellen. Diese Rahmenbedingungen ermöglichen beste Zukunftschancen für diese Art der dezentralen und klimafreundlichen Wärmeversorgung in Deutschland.

Literatur

Literaturhinweise

  • /1/ DBI-Studie: „Grüne Flüssiggasversorgung: Aktueller Stand und 
Entwicklungsmöglichkeiten“, DBI – Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg, 08/2021

  • /2/ DBI-Studie: „Flüssiggas statt Heizöl: CO2-Einsparpotenziale in 
Wohngebäuden jenseits erdgasversorgter Gebiete“, DBI Gas- und 
Umwelttechnik GmbH, 01/2020

Markus Lau

Markus Lau
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