Aus Strom wird Gas: CO₂ Emissionen bezahlbar reduzieren

Das Prinzip ist lange bekannt und ein Klassiker im Chemieunterricht: Mithilfe von Strom lässt sich Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen. Elektrolyse heißt das Verfahren. Und es könnte ein Herzstück der Energiewende sein, denn mithilfe der Elektrolyse lässt sich aus erneuerbar erzeugtem Strom synthetisches Methan, im Volksmund Erdgas genannt, herstellen.

Insbesondere in Phasen, in denen die Produktion der Erneuerbaren den Strombedarf übersteigt, könnte durch die Technologie – auch Power-to-Gas genannte Technologie – Wind- und Sonnenenergie speichern, die anderweitig ungenutzt bliebe.

Eine marktgetriebene Lösung

Die Nutzung solcher synthetisch hergestellten Brennstoffe könnte die Kosten zum Erreichen der deutschen Klimaziele bis zum Jahr 2050 wesentlich kostengünstiger machen. Das zeigen Forscher des Kölner Instituts ewi Energy Research & Scenarios (ewi ER&S) anhand zweier Szenarien: „Evolution“ nennen sie das Szenario mit einer technologieoffenen Umgestaltung des deutschen Energiesystems, die Erdgas und zunehmend synthetisches Erdgas nutzt. Im Szenario „Revolution“ wird die Elektrifizierung der Energiemärkte regulatorisch hervorgerufen.

Dem Ergebnis der Wissenschaftler nach, wäre die Reduktion der deutschen Treibhausgas-Emissionen um 80 bis 95 Prozent bis zum Jahr 2050 im Vergleich zum Referenzjahr 1990 durch den technologieoffenen Weg um rund 140 Milliarden Euro günstiger.

Gas ist präsent und flexibel

Ein Vorteil von Gas ist, dass es andere Energieträger wie Öl oder Kohle vergleichsweise einfach ersetzen kann – etwa in Autos oder bei der Stromerzeugung. Der Umweltvorteil: Gas ist emissionsärmer als seine fossilen Kollegen. Ein besonders großes Potenzial für die nachhaltige Energieversorgung der Zukunft bescheinigen die ewi-Autoren auch dem Gasnetz. Ihre Begründung: Die Infrastruktur ist schon heute nahezu flächendeckend vorhanden. Mit seiner konsequenten Nutzung seien deutlich weniger neue Stromtrassen notwendig.

Die Analysten argumentieren so: Gas lässt sich flexibel in verschiedenen Verbrauchssektoren einsetzen. In modernen Gaskraftwerken kann es effizient verstromt werden, als beliebteste Heizenergie in Deutschland sorgt es in fast der Hälfte aller Haushalte für warme Räume. Auch als Kraftstoff gewinnt es Marktanteile.

Vor allem im Wärmemarkt bietet sich ihrer Studie zufolge der Vorteil, dass Verbrauchsgeräte und Infrastruktur bereits vorhanden sind. Nachhaltig hergestelltes Öko-Methan ist von der chemischen Struktur nahezu identisch mit konventionellem Erdgas und könnte in Gasheizungen ohne Umrüstung eingesetzt werden. Auch der Austausch eines bestehenden, alten Gaskessels gegen ein effizienteres neues Modell, schreiben die Autoren, wäre kostengünstiger, als im Zuge einer Elektrifizierung des Wärmemarkts den Bestand an Wärmepumpen massiv auszubauen.

Volkswirtschaftliches Vermögen bleibt erhalten

Die Verwendung des Gasnetzes als Energiespeicher für umgewandelten Ökostrom, schreiben die Forscher von ewi ER&S, erhalte zudem das volkswirtschaftliche Vermögen. Denn im Gegensatz zu neu zu errichtenden Stromtrassen ist das Gasnetz bereits zu weiten Teilen abgeschrieben. Würde der Gasabsatz durch eine konsequente Elektrifizierung massiv – in dem Studienszenario „Revolution“ um 75 Prozent – gesenkt werden, ergäbe sich sogar ein Finanzierungsproblem für die Netzbetreiber. Denn durch den geringeren Gasabsatz würden die Erlöse aus den Netzentgelten einbrechen.

Sollten die Kosten auf die geringere Zahl der Abnehmer umgelegt werden, errechnen die Analysten, würden sich die Netzentgelte vervierfachen. Durch die weitere Nutzung von Erdgas und einen steigenden Anteil an synthetischem Erdgas bliebe das Gasnetz auf einem hohen Niveau ausgelastet und sein Wert erhalten.

Die Nutzung von Erdgas und der Einsatz des Erdgasnetzes als Energiespeicher für synthetisch hergestelltes Erdgas aus regenerativem Strom, resümieren die Autoren, sei somit ein kosteneffizienter Weg für die Gesellschaft, um die ambitionierten Klimaziele zu erreichen und die deutschen CO₂-Emissionen nachhaltig zu senken.