Beim Betrieb von Wärmenetzen wird die an Kunden gelieferte Wärme noch mehrheitlich unter Einsatz fossiler Energieträger erzeugt und mit hohen System­tempera­turen verteilt. Die notwendige Integration er­neuer­barer Wärme­erzeug­ungs­techno­logien bedingt jedoch einen weitreichenden Umbau der Bestandsnetze, da z.B. Solarthermie oder Wärmepumpen erneuerbare Wärme nur auf deutlich niedrigerem Temperaturniveau bereitstellen können.

Trends & Implikationen

Da der Einsatz fossiler Energieträger aufgrund der Klimaschutzziele ab 2045 vermieden werden soll, müssen in bestehenden Wärmeversorgungslösungen mittelfristig CO₂-freie Energieträger (Biomethan, grüner Wasserstoff) verwendet oder CO₂-freie Wärmeerzeugungstechnologien nachgerüstet werden. Diese Notwendigkeit resultiert u.a. daraus, dass gesetzliche Regelungen absehbar sind, wonach keine neuen Kunden an Bestandswärmenetze angeschlossen werden dürfen, in denen der Anteil Erneuerbarer Wärme kleiner 65% ist. Diese Umstellung wird mit hohen Kosten verbunden sein. 

Maßnahmen

Projekt zur Transformation des Anlagenbestands. Technologieportfolio auf CO₂-freie Wärmeerzeugung umstellen. Speicher- sowie Nieder­tempera­tur­netz­techno­logien ergänzen. Mitwirkung bei der Kommunalen Wärmeleitplanung.

Für eine Wasserstoffwirtschaft werden leistungsfähige H2-Verteilnetze benötigt. Zwecks Minimierung volkswirtschaftlicher Gesamtkosten ist die Nutzung vorhandener, langfristig nicht mehr benötigter Erdgasverteilnetze unabdingbar. Vorab ist jedoch deren H2-Verträglichkeit zu prüfen bzw. deren „H2-Readiness“ herzustellen.

Trends & Implikationen

Infolge energiepolitischer Ziele der Bundesregierung wird Erdgas im Wärmesektor zunehmend durch erneuerbare Energieträger abgelöst. Insbesondere energieintensive Unternehmen und Wärmenetzbetreiber werden Wasserstoff für zentrale Wärmeversorgungslösungen nutzen, während Betreiber von Elektrolyseuren dezentral erzeugten Wasserstoff in öffentliche Verteilnetze einspeisen wollen. Mit zunehmendem Wasserstoffbedarf einerseits und dezentraler H2-Produktion andererseits steigt auch die Notwendigkeit einer leistungsfähigen H2-Verteilnetzinfrastruktur. Hieraus resultiert die Chance für EAM Netz, Teile der heute vorhandenen Erdgasverteilnetze zukünftig für einen Transport von Wasserstoff zu nutzen und damit ein neues Geschäftsfeld aufzubauen. Jedoch bestehen infolge des noch unklaren Rechtsrahmen bislang auch noch erhebliche regulatorische und wirtschaftliche Risiken.

Maßnahmen

Mitwirkung an der übergeordneten Gasnetzgebietstransformationsplanung. Materialanalysen für ausgewählte Leitungen und Anlagen (VerifHy-Datenbank). Detaillierte Netzgebietsanalysen. Detaillierte Analysen von Kundenanlagen sowie von Mess- und Regel-Einheiten (MRU). Entwicklung neuer Mess-/Eichverfahren.

Mit thermischen Saisonalspeichern lassen sich zeitlich flexible Wärmeversorgungslösungen mit einem hohen Anteil CO₂-freier Wärme realisieren, die – infolge der Power-to-Heat-Speichermöglichkeit – auch zur Entlastung von Stromnetzen oder zur Flexibilisierung des Betriebs von Biogas- bzw. KWK-Anlagen beitragen können.

Trends & Implikationen

Der steigende Anteil fluktuierender Energieerzeugung macht auch im Wärmesektor den Einsatz von Wärmespeichern notwendig, um die zeitliche Asynchronität von Erzeugung und Verbrauch auszugleichen. So können thermi-sche Kurzzeitspeicher beispielsweise den Betrieb von Biogas- und KWK-Anlagen flexibilisieren oder auch zur Entlastung von Stromnetzen beitragen. Es werden jedoch nicht nur Kurzzeitspeicher benötigt. Da Solarthermie- und PV-Anlagen im Sommer die meiste Energie produzieren, jedoch die höchsten Wärmeverbräuche im Herbst und Winter anfallen, werden zukünftig auch Saisonalspeicher benötigt. Da der Einsatz thermischer Kurzzeit- und Saisonalspeicher bislang noch wenig verbreitet ist, resultiert für die EAM Natur Energie die Chance ihr Produkt- und Technologie­portfolio um eine für mehrere An­wendungs­bereiche einsetzbare Speicher­technolo­gie zu erweitern.

Maßnahmen

Erweiterung Technologieportfolio inkl. Knowhow-Aufbau. Entwicklung Anlagenkonzepte, Betriebsstrategien und Geschäftsmodell. 

Mit sektorübergreifenden Netzplanungen sollen Synergien zwischen den verschiedenen Sektoren Elektrizität, Wärme, Kälte und Mobilität identifiziert und genutzt werden, um die Gesamteffizienz des Energiesystems zu maximieren und gleichzeitig Umweltauswirkungen sowie Netzinfrastrukturkosten zu minimieren. Sie erfordern eine enge Zusammenarbeit zwischen Netzbetreibern, EVU, Industrie, Regulierungsbehörden und Politik, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Trends & Implikationen

Jede Kommune in Deutschland ist gesetzlich verpflichtet, bis spätestens 2027 einen verbindlichen Wärmeleitplan zu entwickeln, mit dem bis zum Jahr 2045 eine CO₂-freie Wärmeversorgung erreicht wird. Da eine zukunftsfähige Wärmeversorgung innerhalb eines Versorgungsgebietes jedoch stark von Prozesswärmebedarfen, Einwohnerdichte, Gebäudestruktur, lokalen Potenzialen an Umweltwärme und zur Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien sowie insbesondere von vorhandenen Netzinfrastrukturen abhängig ist, resultiert daraus die Notwendigkeit einer sektorübergreifenden Netzplanung sowie eine hohe Komplexität der regionalspezifisch durchführenden kommunalen Wärmeplanung. Für die EAM Netz ergibt sich die Chance, die Kommunen im EAM-Versorgungsgebiet durch Bereitstellung von Infra­struk­tur­infor­matio­nen zu Bestandsnetzen bei deren Wärme­leit­planung zu unterstützen.

Maßnahmen

Digitalen Wärmeatlas („DIWA“) nutzen und bedarfsgerecht weiterentwickeln. Hyperplan.

Industrielle Prozesswärme sowie Wärme für größere Quartiere wird heute überwiegend aus fossilen Energieträgern erzeugt. Eine sinnvolle Option zur Vermeidung damit verbundener klimaschädlicher Emissionen können zentrale, wasserstoffbasierte Wärmeversorgungslösungen sein. Hierbei wird grüner Wasserstoff aus vorgelagerten H2-Netzen oder dezentraler Elektrolyse bezogen. Mit diesem Wasserstoff wird Wärme auf hohem Temperaturniveau mit konventionellen Verbrennungstechnologien erzeugt und kann auch in Zeiten niedriger EE-Erzeugung CO₂-frei bereitgestellt werden.

Trends & Implikationen

Infolge energiepolitischer Ziele der Bundesregierung zur vollständigen Vermeidung von CO₂-Emissionen werden energieintensive Industrie- und Gewerbebetriebe sowie Betreiber von Wärmenetzen fossile Energieträger zunehmend durch erneuerbare Energieträger ersetzen. Für Anwendungen auf hohem Temperaturniveau und insbesondere zur Absicherung der Energieversorgung für längere Phasen mit geringer EE-Stromerzeugung ist grüner Wasserstoff unverzichtbar. Hieraus resultiert die Chance für die EAM Natur Energie, ihr bestehendes Angebotsportfolio um wasserstoffbasierte Wärmeversorgungslösungen zu erweitern.

Maßnahmen

Knowhow-Aufbau speziell für H2-Technologien. H2-Readiness existierender Wärmeerzeugungsanlagen prüfen & herstellen. Gas­netz­trans­forma­tions­pläne der Netzbetreiber und Wärme­leit­pla­nun­gen der Kommunen verfolgen. Notwendige Ressourcen i.S. Personal, Lieferketten usw. rechtzeitig sichern.

Der Energiebedarf von Gewerbekunden wird i.d.R. mit Anlagen für Wärme-, Kälte- und Dampferzeugung befriedigt. Auch wenn zunehmend Biomethan und Biomasse als Energieträger genutzt wird, ist eine deutliche Erhöhung des EE-Anteils zur Reduzierung der CO₂-Emissionen notwendig. Insbesondere Hoch­temperatur­wärme­pumpen sind geeignet, bislang ungenutzte Abwärme für die Deckung des Wärme­bedarfs von Gewerbe­kunden zu nutzen.

Trends & Implikationen

Der Ausbau Erneuerbaren Energien sowie die Steigerung der Energieeffizienz u.a. sind gleichwertige strategische Hebel zur Erreichung der CO₂-Neutralität Deutschlands bis 2045, weshalb beide Hebel auch bei der Transformation der Wärmeversorgung von Gewerbekunden zunehmende Bedeutung gewinnen. Eine bislang noch wenig verbreitete Möglichkeit zur Erhöhung des Anteils Erneuerbarer Energie in der Wärmeerzeugung bei gleichzeitiger Erhöhung der Energieeffizienz, ist die Nutzung industrieller Abwärme mit Hilfe von Wärmepumpen. Daraus resultiert für die EAM Natur Energie die Chance, ihr bisheriges Produkt- und Tech­nolo­gie­port­folio um eine CO₂-freie Wärme­erzeu­gungs­lösung zu erweitern.

Maßnahmen

Identifikation ungenutzter Abwärme bei Gewerbekunden. Aufbau von prozesstechnischem Knowhow für Auskopplung der Abwärme. Entwicklung neuer Geschäfts­modelle. Analyse versorgter Kunden­prozesse.

Bioenergieanlagen produzieren Energie bzw. Energieträger durch energetische Verwertung biogener Reststoffe. Die Beschaffung dieser Reststoffe ist mit Risiken verbunden: Liefereinschränkungen können Produktionsunterbrechungen auslösen. Preise und Qualität können stark schwanken. Der zunehmende Bioenergiebedarf führt zu erhöhter Konkurrenz und zu logistischen Herausforderungen. Neue Vorschriften schränken die Verfügbarkeit bestimmter Reststoffe ein oder verkomplizieren die Beschaffung. Um diese Risiken zu minimieren, ist eine sorgfältige Planung und Diversifizierung der Rohstoffbeschaffung wichtig.

Trends & Implikationen

Infolge energiepolitischer Ziele der Bundesregierung zur deutlichen Reduzierung von CO₂-Emissionen in allen Verbrauchssektoren steigt der Bedarf insbesondere an Biomethan und damit auch an biogenen Reststoffen. Damit steigen auch die genannten  Risiken in der Reststoffbeschaffung. Andererseits resultiert aus der erhöhten Nachfrage nach Biomethan die Chance, das vorhandene Bioenergiegeschäft u.a. durch Power-to-X-Technologien auszubauen.

Maßnahmen

Erarbeitung einer Biomassestrategie (holzige Biomasse, Wirtschaftsdünger, ...). Zentralisierung der Biomassebeschaffung. Sicherung von Lagerflächen sowie Vorratshaltung. Modernisierung des Biogasanlagenbestandes. Entwicklung innovativer Anlagenkonzepte inkl. neuer Vermarktungsmodelle mit hochflexibler Stromerzeugung, Biomethanerzeugung und –einspeisung sowie Power2Heat-Anwendungen in Verbindung  mit Energiespeichern.

Eine Automatisierung im Niederspannungsnetz beugt kritischen Netzsituationen dadurch vor, indem Erzeugungs- und Verbrauchsdaten mittels intelligenter Messsysteme in Echtzeit erfasst, analysiert und den Marktteilnehmern zur Verfügung gestellt werden. Kunden oder Energielieferanten können mit diesen Echtzeitinformationen die Energienachfrage steuern und gegebenenfalls zeitlich verschieben. Damit wird der Energiefluss effizient gesteuert und Engpässe, die Störungen auslösen können, vermieden.

Trends & Implikationen

Infolge der zunehmenden Anzahl von PV-Anlagen sowie Wärmepumpen und Ladestationen für E-Fahrzeuge steigt die Asynchronität zwischen zeitgleich erzeugter und verbrauchter Energie und damit die Dynamik der Stromflüsse im Niederspannungsnetz. Durch Erhöhung des Automatisierungsgrades kann die EAM Netz kritische Netzzustände eher erkennen und frühzeitig Gegen­steuerung­smaß­nahmen ergreifen.

Maßnahmen

Umsetzung gesetzlicher Vorgaben nach EnWG §14a. Aufbau einer Netzführung in der Niederspannung. Ausbau von Mess- und Steuerungstechnik.

Die Umrüstung bestehender Erdgasnetze, die zukünftig klimaneutralen Wasserstoff oder Bio-Methan transportieren sollen, wird über längere Zeit stufenweise über sog. „Umstellzonen“ erfolgen. Diese Umstellzonen sind notwendig, da Städte und Landkreise zu unterschiedlichen Zeitpunkten an überregionale H2-Transportnetze angeschlossen werden. Die Umstellungsreihenfolge wird u.a. durch lokale Wärmeleitplanungen bestimmt. Vor Umstellung ist die H2-Readiness zu prüfen bzw. herzustellen.

Trends & Implikationen

Da der Einsatz fossiler Energieträger aufgrund der Klimaschutzziele bereits bis 2030 reduziert werden soll, müssen auch Wärmeerzeugungsanlagen zeitnah auf CO₂-freie Energieträger umgerüstet werden. Je nach örtlichen Gegebenheiten kann eine H2-basierte Wärmeversorgung für bestimmte Siedlungsgebiete eine sinnvolle bzw. notwendige Option darstellen. Daraus resultiert für die EAM Netz die Chance, einen Teil der heutigen Gasverteilnetze den Weiterbetrieb über 2045 hinaus mit klimaneutralen Gasen zu nutzen.

Maßnahmen

Mitwirkung an der übergeordneten Gasnetzgebietstransformationsplanung. Materialanalysen für ausgewählte Leitungen und Anlagen. Detaillierte Netzgebietsanalysen. Detaillierte Analysen von Kundenanlagen. Entwicklung neuer Mess-/Eichverfahren.

Für die perspektivisch an die Stromnetze anzuschließenden PV-, Windkraft-Anlagen, Elektrolyseure, Wärmepumpen und Ladestationen und dem damit stromseitig verbundenen, fallweise sehr umfänglichen Netzausbau reichen die heute bei Netzbetreibern vorgehaltenen Ressourcen nicht aus. Daher sind frühzeitig Voraussetzungen für eine bedarfsgerechte Anpassung der Leistungsfähigkeit des Netzbetreibers zu schaffen.

Trends & Implikationen

Durch die forcierten Energiewendeziele der Bundesregierung müssen Stromnetzbetreiber eine massiv ansteigende Zahl von Netzanschlüssen und Netzerweiterungen  und die entsprechenden Finanzierungen bewältigen. Durch den demografisch bedingten Fachkräftemangel steigt zudem die Herausforderung für die EAM Netz, die zunehmenden Projektvolumina zu stemmen.

Maßnahmen

Bedarfsgerechter Kapazitätsaufbau. Vorausschauende Planung (flexibler, rollierend). Aktive Mitwirkung an der Ausgestaltung des künftigen Rechts-rahmens für Wasser­stoff­netz­betrei­ber. Nutzung von Fördermitteln.

Mit zunehmenden EE-Ausbau wird die Stromerzeugung volatiler, was zu steigender Asynchronität zwischen Nachfrage und Erzeugung von Energie führt. Schwankungen auf Strommärkten, Energiesysteminstabilitäten und Überlastung von Stromnetzen können die Folge sein. Elektrolyseure können diese Asynchronität ausgleichen, in dem überschüssiger Strom am Ort der Erzeugung in Wasserstoff umgewandelt und dieser später bedarfsgerecht genutzt wird.

Trends & Implikationen

Die ambitionierten Ausbauziele Deutschlands für Onshore-Windenergie und PV sind ein klares Indiz dafür, dass die Stromerzeugung volatiler wird und damit der Netzausbaubedarf überproportional steigen wird. Zugleich deklariert die angepasste „Nationale Wasserstoffstrategie“ Wasserstoff als unverzichtbaren Energieträger für das künftige Energiesystem und prognostiziert eine massiv steigende Nachfrage nach grünem Wasserstoff. Hieraus resultiert die Chance für die EAM Natur Energie, ihr bestehendes Erzeugungsportfolio um PEM-Elektrolyse zu erweitern.

Maßnahmen

Knowhow-Aufbau speziell für Wasser­stoff­erzeu­gungs­tech­nolo­gien i.e. PEM/AEM-Elektrolyse. Flexi­bili­täts­mana­gement ausweiten. H2-Speicher- und Trans­port­mö­glich­keiten prüfen. Geschäfts­modelle für Erzeugung und Vermarktung entwickeln.

Industrielle Prozesswärme sowie Wärme für größere Quartiere wird heute überwiegend aus fossilen Energieträgern erzeugt. Wasserstoffbasierte KWK- und Brennstoffzellen-Lösungen können eine Option zur Vermeidung klimaschädlicher Emissionen sein. Hierbei wird grüner Wasserstoff aus vorgelagerten H2-Netzen oder aus Elektrolyse bezogen. Mit diesem Wasserstoff wird in KWK-Anlagen oder Brennstoffzellen Wärme und Strom erzeugt, womit Energie auch in Zeiten niedriger EE-Erzeugung CO₂-frei – und im Fall von KWK – auch netzdienlich bereitgestellt werden kann.

Trends & Implikationen

Infolge energiepolitischer Ziele der Bundesregierung zur vollständigen Vermeidung von CO₂-Emissionen werden energieintensive Industrie- und Gewerbebetriebe sowie Betreiber von Wärmenetzen fossile Energieträger zunehmend durch erneuerbare Energieträger ersetzen. Für Anwendungen in Heißwasser- oder Low-Ex-Netzen und zur Absicherung der Energieversorgung für längere Phasen mit geringer EE-Stromerzeugung ist grüner Wasserstoff unverzichtbar. Hieraus resultiert die Chance für EAM Natur Energie, ihr bestehendes Angebotsportfolio um wasserstoffbasierte und zugleich netzdienliche hochflexible Kraft-Wärme-Kopplungs-Lösungen zu erweitern.

Maßnahmen

Knowhow-Aufbau speziell für H2-KWK- und Brennstoffzellen-Technologien. H2-Readiness von KWK-Bestandsanlagen herstellen. Gas­netz­trans­formations­pläne der Netzbetreiber verfolgen. Flexi­bili­täts­mana­gement aufbauen.

Für die perspektivisch an öffentliche Versorgungsnetze anzuschließenden Elektrolyseure und dem damit strom- als auch gasseitig verbundenen, fallweise sehr umfänglichen Netzausbau reichen die heute bei Netzbetreibern vorgehaltenen Ressourcen nicht aus. Daher sind frühzeitig Voraussetzungen für eine bedarfsgerechte Anpassung der Leistungsfähigkeit zu schaffen.

Trends & Implikationen

Durch den forcierten Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft müssen Strom- und Gasverteilnetzbetreiber – zusätzlich zu massiv steigenden Anschlüssen für PV und Windkraft, Wärmepumpen und E-Mobilität – perspektivisch auch Elektrolyseure an ihr Netz anschließen. Durch den demografisch bedingten Fachkräftemangel steigt damit Herausforderung für die EAM Netz, die zunehmenden Projektvolumina zu bewältigen. Zudem sind die entsprechenden Lieferketten aufzubauen und der Rechtsrahmen ist noch unklar.

Maßnahmen

Bedarfsgerechter Kapazitätsaufbau. Vorrausschauende Planung (flexibler, rollierend). Aktive Mitwirkung an der Ausgestaltung des künftigen Rechtsrahmens für Wasserstoffnetzbetreiber. Nutzung von Fördermitteln.

Im Zuge des Ausbaus bundesweiter Wasserstofftransportnetze werden energieintensive Unternehmen und künftige Betreiber von H2-Elektrolyseanlagen bestrebt sein, sich an diese H2-Transportnetze anzuschließen. Je nach Lage dieser Kundenanlagen im Bezug zum H2-Backbone müssen ggfs. neue regionale Wasserstoffleitungen errichtet und betrieben werden.

Trends & Implikationen

Mit Veröffentlichung der angepassten Nationalen Wasserstoffstrategie sowie des Verlaufes des künftigen H2-Startnetzes im Sommer 2023 besteht nun Klarheit, wann und wo dieses überregionale H2-Backbone das EAM-Versorgungsgebiet queren wird. Daher werden in den nächsten Jahren Unternehmen und Betreiber von H2-Elektrolyseanlagen Netzanschlussbegehren an die regionalen Gasverteilnetzbetreiber richten. Hieraus resultiert die Chance für die EAM Netz, ein neues Geschäftsfeld aufzubauen. Jedoch bestehen infolge des noch unklaren Rechtsrahmen bislang regulatorische und wirtschaftliche Risiken.

Maßnahmen

Mitwirkung an der überregionalen Gasnetzgebietstransformationsplanung sowie an der Planung regionaler Wasserstoffnetze im Versorgungsgebiet. Darüber hinaus aktive Mitwirkung an der Ausgestaltung des künftigen Rechtsrahmens für Wasserstoffnetzbetreiber. Aktive Einbeziehung der Kundenbedürfnisse in den genannten Aktivitäten.

Gleichzeitig muss der Netzbetreiber die Erdgasversorgung in diesen Regionen weiterhin ohne Einschränkungen sicherstellen und wird bislang versorgte Kunden nicht aktiv vom Netz trennen. Daher ist eine strukturierte und kundenorientierte Netztransformationsplanung essenziell.

Trends & Implikationen

Infolge energiepolitischer Ziele der Bundesregierung zur deutlichen Reduzierung von CO₂-Emissionen werden Industrie und Gewerbe den Energieträger Erdgas zunehmend durch erneuerbare Energieträger ablösen. Auch im Gebäudesektor wird mit zunehmender Marktdurchdringung elektrisch betriebener Wärmepumpen Erdgas als Energieträger verdrängt, was zu einem Rückgang der über das Erdgasnetz transportierten Mengen führt.

Maßnahmen

Entwicklung von Netztransformationsplänen, die mit der kommunalen Wärmeleitplanung verzahnt sind, die Kundenbedürfnisse in den betroffenen Regionen berücksichtigen und Kundenbindung schaffen. Frühzeitige Identifikation potenzieller Stilllegungsgebiete. Anpassung der Assetstrategien sowohl für die Gas- als auch Stromverteilnetze in diesen Gebieten. 

Bioenergieanlagen produzieren Energie bzw. Energieträger durch energetische Verwertung biogener Reststoffe. Die Beschaffung dieser Reststoffe ist mit Risiken verbunden: Liefereinschränkungen können Produktionsunterbrechungen auslösen. Preise und Qualität können stark schwanken. Der zunehmende Bioenergiebedarf führt zu erhöhter Konkurrenz und zu logistischen Herausforderungen. Neue Vorschriften schränken die Verfügbarkeit bestimmter Reststoffe ein oder verkomplizieren die Beschaffung. Um diese Risiken zu minimieren, ist eine sorgfältige Planung und Diversifizierung der Rohstoffbeschaffung wichtig.

Trends & Implikationen

Infolge energiepolitischer Ziele der Bundesregierung zur deutlichen Reduzierung von CO₂-Emissionen in allen Verbrauchssektoren steigt der Bedarf insbesondere an Biomethan und damit auch an biogenen Reststoffen. Damit steigen auch die genannten  Risiken in der Reststoffbeschaffung. Andererseits resultiert aus der erhöhten Nachfrage nach Biomethan die Chance, das vorhandene Bioenergiegeschäft u.a. durch Power-to-X-Technologien auszubauen. 

Maßnahmen

Erarbeitung einer Biomassestrategie (holzige Biomasse, Wirtschaftsdünger, ...). Zentralisierung der Biomassebeschaffung. Sicherung von Lagerflächen sowie Vorratshaltung. Modernisierung des Biogasanlagenbestandes. Entwicklung innovativer Anlagenkonzepte inkl. neuer Vermarktungsmodelle mit hochflexibler Stromerzeugung, Bio­methan­erzeu­gung und –einspeisung sowie Power2Heat-­Anwendungen in Verbindung mit Energiespeichern.