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2022 | Buch

Wasserstoffwirtschaft kompakt

Klimaschutz, Regulatorik und Perspektiven für die Energiewirtschaft

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Über dieses Buch

Das Buch ist ein Leitfaden speziell für Energieversorgungsunternehmen (EVU) und vor allem für Netzbetreiber von Gasinfrastrukturen, die vor der Fragestellung stehen, wie die neue Sparte des Wasserstoffs ausgeprägt werden kann und welche regulatorischen wie auch technischen Restriktionen zu beachten sind. Dabei wird ein Schwerpunkt auf die operative Umsetzung und die Darlegung wesentlicher strategischer Fragen gelegt, die sich für EVU vor dem Aufbau der eigenen Wasserstoffsparte und allgemein im Markthochlauf des Wasserstofffs als Energieträger stellen. Die technischen Aspekte sind in diesem Rahmen aus einer allgemeineren Perspektive betrachtet.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Wasserstoff und Energiewende
Zusammenfassung
Die Transformation des Energiesystems hin zu einer dekarbonisierten Gesellschaft bis 2045 stellt eine große Herausforderung für die deutsche Gesellschaft dar. Betrachtet man den deutschen Primärenergiebedarf, der im Jahr 2020 zu nur 17 % aus Erneuerbaren Energien abgedeckt wurde, wird deutlich, dass das Ziel einer klimaneutralen Gesellschaft mit einem Erneuerbare-Energien (EE)-Anteil von 100 % in noch weiter Ferne liegt. Eine erfolgreiche Umsetzung innerhalb von knapp zwei Dekaden ist nur dann zu erreichen, wenn der Energiesektor, aber auch die gesamte Gesellschaft einen tiefgreifenden, strukturellen Wandel erfahren.
Marcel Linnemann, Julia Peltzer
Kapitel 2. Wasserstoff als eigenständiger Energieträger
Zusammenfassung
Wasserstoff wurde bereits 1787 von dem Franzosen Lavoisier beschrieben. Es ist das häufigste Element im Weltall und dritthäufigste in der Erdkruste. Aufgrund seiner geringen Masse macht es allerdings nur 0,15 % der Masse der Erdkruste aus. Wasserstoff tritt meistens als Molekül auf, welches sich aus zwei Wasserstoffatomen (H2) zusammensetzt.
Marcel Linnemann, Julia Peltzer
Kapitel 3. Herausforderungen auf dem Weg zur Wasserstoffwirtschaft
Zusammenfassung
Damit sich eine vollfunktionsfähige Wasserstoffwirtschaft im Versorgungsmarkt etablieren kann, müssen die dafür notwendigen Rahmenbedingungen geschaffen und erprobt werden. Zu diesem Zweck sind ökonomische, ökologische und technische Aspekte zu berücksichtigen und miteinander in Einklang zu bringen. Anschließend lässt sich bestimmen, unter welchen Rahmenbedingungen ein Markthochlauf für grünen Wasserstoff gelingt. Damit sich eine vollfunktionsfähige Wasserstoffwirtschaft im Versorgungsmarkt etablieren kann, müssen die dafür notwendigen Rahmenbedingungen geschaffen und erprobt werden. Zu diesem Zweck sind ökonomische, ökologische und technische Aspekte zu berücksichtigen und miteinander in Einklang zu bringen. Anschließend lässt sich bestimmen, unter welchen Rahmenbedingungen ein Markthochlauf für grünen Wasserstoff gelingt.
Marcel Linnemann, Julia Peltzer
Kapitel 4. Wasserstoffwirtschaft im Überblick
Zusammenfassung
Wasserstoff soll in Zukunft einen wesentlichen Bestandteil unserer Energieversorgung darstellen und aktiv zur Transformation der bestehenden Energienetze beitragen. Dabei ist es erforderlich, möglichst schnell und zielstrebig die Rahmenbedingungen für den Aufbau der Wasserstoffwirtschaft zu definieren. Dies sollte auch im Einklang mit dem Zieldreieck der Energiewirtschaft erfolgen.
Marcel Linnemann, Julia Peltzer
Kapitel 5. Wasserstofferzeugung & -bereitstellung
Zusammenfassung
Für die Herstellung von Wasserstoff und die damit verbundenen Emissionen, die letztendlich die Art des Wasserstoffs bestimmen, sind verschiedene Herstellungsverfahren zu betrachten. In der aktuellen Diskussion werden vor allem vier verschiedene Herstellungs- bzw. Produktionstechnologien betrachtet: die Vergasung, die Dampfreformierung, die (Methan-)Pyrolyse und die Elektrolyse. Dabei soll der Fokus auf den groben Funktionsprinzipien der Produktionstechnologien gelegt werden.
Marcel Linnemann, Julia Peltzer
Kapitel 6. (Wasserstoff-)Netze & Regulierung
Zusammenfassung
Nicht nur in den einzelnen Wasserstoffstrategien aus Kap. 1 wird gefordert, dass zeitnahe Anpassungen des rechtlichen Rahmens zur Entwicklung der Wasserstoffinfrastruktur vorgenommen werden. Die Forderungen kommen auch aus der Industrie und von den Verbänden und beziehen sich auf die Entwicklung eines regulatorischen Rahmens für Wasserstoffnetze in Deutschland, der zum einen in den europäischen Rechtsrahmen eingebettet ist und zum anderen Planungssicherheit verschaffen muss. Entsprechend soll keine nationale Autarkie, sondern ein funktionsfähiges System innerhalb des europäischen Binnenmarktes (und Weltmarktes) entsteht, das sowohl reine Wasserstoffnetze als auch Beimischungen von Wasserstoff im Erdgasnetz regelt.
Marcel Linnemann, Julia Peltzer
Kapitel 7. Wasserstoffmessstellenbetrieb
Zusammenfassung
Für die Erfassung und spätere Abrechnung von gelieferten Energiemengen wie z. B. Erdgas oder Wasserstoff an den Letztverbraucher ist der Einsatz entsprechender Messtechnik erforderlich. Hierfür hat die Marktrolle des Messstellenbetreibers den Einbau, Betrieb und die Wartung des jeweiligen Messsystems sicherzustellen. Aufgrund der verschiedenen Möglichkeiten Wasserstoffnetze zu betreiben (vgl. Abschn. 6.1.1) und den regulatorischen Anforderungen können auch unterschiedliche Arten von Messstellenbetreibern für den Einbau, den Betrieb und die Wartung des Messsystems zuständig sein.
Marcel Linnemann, Julia Peltzer
Kapitel 8. Wasserstofflieferant
Zusammenfassung
Bei der Marktrolle des Wasserstofflieferanten handelt es sich um den zentralen Ansprechpartner für den Letztverbraucher, der für eine kontinuierliche Versorgung des Kunden mit Wasserstoff verantwortlich ist. Da der Energieträger Wasserstoff als Energieform im Sinne des EnWGs zählt, dürfte es sich bei dem Wasserstofflieferanten um einen Energielieferanten handeln, der nach dem EnWG bestimmte Aufgaben, Rechte und Pflichten zu erfüllen hat. Handelt es sich jedoch um den Energieträger Erdgas, der maximal einen geringen Anteil Wasserstoff enthält, ist der (Erd-)Gaslieferant für die Versorgung des Letztverbrauchers verantwortlich.
Marcel Linnemann, Julia Peltzer
Kapitel 9. Wasserstoffhandel
Zusammenfassung
Zur Sicherstellung der Versorgungssicherheit mit Wasserstoff und zur Einhaltung der Lieferverpflichtungen, besteht die Notwendigkeit für Wasserstofflieferanten sich Wasserstoff auf Handelsplätzen zu beschaffen, sofern die Wasserstofferzeugung nicht ausreichend über die eigenen Anlagen (sofern überhaupt vorhanden) gedeckt werden kann. Aus diesem Grund benötigt eine Wasserstoffwirtschaft ab Erreichen eines gewissen Ausbaustadiums Handelsplätze, worüber Beschaffung von Wasserstoff, Speicherkapazitäten und ggf. notwendiger Zertifikate möglich ist. Da sich die Wasserstoffwirtschaft in Deutschland noch in der Markthochlaufphase befindet, kann zum Zeitpunkt der Erstellung des Buches noch keine finale Aussage über die Entwicklung des Zielmarktes des Wasserstoffhandels gegeben werden.
Marcel Linnemann, Julia Peltzer
Kapitel 10. Strategische Ausgangsfragen
Zusammenfassung
Die zukünftige Positionierung und der Umgang mit Wasserstoff wird Energieversorgungsunternehmen, Stadtwerke und vor allem auch Netzbetreiber die nächsten Jahre auf dem Weg zu einer klimaneutralen Energiewirtschaft zunehmend beschäftigen. Bereits zum heutigen Tage sind eine Vielzahl an Aspekten und Dimensionen in diesem Zusammenhang zu berücksichtigen und zu klären. Dabei sind stets die unterschiedlichen Herausforderungen auf finanzieller, ökologischer, technischer und regulatorischer Ebene sowie die zukünftigen Auswirkungen auf das Produktportfolio zu betrachten.
Marcel Linnemann, Julia Peltzer
Kapitel 11. Fazit
Zusammenfassung
Die zentrale Voraussetzung für die Dekarbonisierung der einzelnen Sektoren ist der Ausbau der Erneuerbaren Energien. Doch die Energiewende wird ohne klimaneutrale Gase nicht zu schaffen sein. Neben einer weitreichenden Elektrifizierung werden sie vermutlich die zweite tragende Säule der Energieversorgung bilden.
Marcel Linnemann, Julia Peltzer
Backmatter
Metadaten
Titel
Wasserstoffwirtschaft kompakt
verfasst von
Marcel Linnemann
Julia Peltzer
Copyright-Jahr
2022
Electronic ISBN
978-3-658-39029-7
Print ISBN
978-3-658-39028-0
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-39029-7

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