Exit Erdgas 2030 oder 2035?

Zum Streit um Nord Stream 2 und das Ende der Erdgasnutzung

von Detlef Bimboes

Arbeitsmaterial zur Diskussion

Inhalt

1ZusammenfassungS. 4
2EinleitungS. 10
3Studien zum „Aus“ für Erdgas bis 2030 oder 2035S. 12
EnergyWatchGroup-Studie — Ausstieg bis 2030S. 12
Wuppertal-Studie für Fridays for Future — Ausstieg bis 2035S. 15
4Zum Global Warming Potential (GWP) von MethanS. 17
5Zum Anstieg der globalen Methanemissionen — Ursachen und LösungsansätzeS. 19
Robert W. Howarth – früher Warner und einfluss- reicher ExperteS. 19
Arbeiten des Projects Global Methane Budget zu MethanemissionenS. 21
Zur weltweiten Beobachtung und Minderung von MethanemissionenS. 23
Dringender Handlungsbedarf national und internationalS. 28
6Gasinfrastruktur – Gutachten zu VorkettenemissionenS. 29
EXERGIA-Studie (2015)S. 29
DBI-Studie (2016)S. 29
Thinkstep-Studie (2017)S. 31
Studie DBI Leipzig und Freiberg (2015)S. 32
Wuppertal-Institut/MPI für Chemie Mainz (Studie 2005)S. 33
7Ohne rasche erneuerbare Wärmewende kein „Aus“ für ErdgasS. 35
Offshore Windenergie dürfte Wärmewende in Bewegung bringenS. 35
Ein paar Zahlen zur Dimension der HerausforderungenS. 36
WohnenS. 37
IndustrieS. 38
Tab.: Erdgasverbrauch 2020 und Handlungs-SchwerpunkteS. 40
Sozial Kurs halten – erneuerbare Energiewende inmitten gewaltiger UmwälzungsprozesseS. 43
8Ein Blick auf die künftige GasversorgungS. 44
9LiteraturS. 49
10AnlagenS. 55

1. Zusammenfassung

Seit mehreren Jahren wird ein schnelleres Ende der Nutzung von Erdgas gefordert.
Hintergrund bilden neuere Erkenntnisse zum globalen Anstieg des Methangehalts in der Atmosphäre seit 2007. Denn es besteht dadurch wie auch insgesamt die Gefahr, dass das mit dem Pariser Klimaabkommen vereinbarte Klimaziel bis 2050, die Erderwärmung möglichst auf 1,5 Grad zu begrenzen, verfehlt wird. So ist das bis dahin noch zur Verfügung stehende, vom IPCC berechnete globale Kohlenstoffbudget, bereits bis 2030 verbraucht. In diesem Zusammenhang wird prominent seitens des DIW – aber auch von vielen anderen Think Tanks, Organisationen und Verbänden seit längerem vertreten, dass die Nord Stream 2 Pipeline energiewirtschaftlich nicht benötigt würde, Erdgas keine Brückentechnologie in eine fossilfreie Zukunft sei und im Übrigen die Nutzung von Erdgas incl. Fracking-Gas bis 2030 bzw. spätestens bis 2035 zu beenden sei. Dabei müsse man sämtliche Treibhausgasemissionen von der Förderung über Aufbereitung, Transport und Verteilung bis hin zum Verbrauch berücksichtigen. Hier kommen Methanemissionen besondere Bedeutung zu. Die im Vergleich zur Kohle günstigere Klimabilanz für Erdgas könne – so stellvertretend EnergyWatchGroup und Fridays for Future für viele Stimmen aus der Klimaschutzbewegung – nicht mehr aufrechterhalten werden. Die Bewertung der Klimawirkung von Methan dürfe nicht mehr wie üblich auf einen Zeitraum von 100 Jahren, sondern müsse auf einen Zeitraum von 20 Jahren bezogen werden. Denn der Handlungsschwerpunkt müsse sich dringend auf die Verhinderung der kurzfristigen Erwärmung richten. Das sei für die Vermeidung von Klima-Kippunkten entscheidend. Schließlich ist das globale Erwärmungspotential (GWP) von Methan nach 20 Jahren zwischen 84 — 87mal so hoch wie das GWP von CO2.

Die vorstehenden Argumente für ein baldiges Ende von Methan und zum Klimaschutz werden grundsätzlich geteilt. In zwei Punkten bleibt aber ein Dissens. Zum einen bleibt offen, ob ein völliges „Aus“ für Erdgas bis 2030 bzw. bis 2035 erreicht werden kann angesichts noch sehr hoher Verbrauchsmengen für Industrie, Gewerbe, Handel, Dienstleistungen und Haushalte in der EU (s. Anlage 2) und insbes. einem großen Industriestaat wie Deutschland (Tab. Erdgasverbrauch 2020, S. 40). Zum anderen bleibt umstritten, ob sich die günstigere Klimabilanz für Erdgas im Vergleich zu Kohle generell nicht mehr aufrechterhalten lässt. Das ist immer anhand konkreter Fälle zu prüfen und zu klären.

Offshore Windstrom kann rasches Ende für Erdgas beschleunigen

Wir befinden uns inmitten großer Umbrüche und Umwälzungen. Klimawandel, Natur- und Ressourcenverbrauch erfordern eine tiefgreifende erneuerbare Energie-, Verkehrs-, Agrar-/ Wald- und Siedlungswende und mit ihnen einen weitreichenden Um- und Neubau des Industriesektors. Teil notwendiger Veränderungen ist die Wärmewende und mit ihr der Abschied vom fossilen Erdgas hin zu erneuerbaren Energien und Stoffen.

Das Thema Wärmewende ist hierzulande in den letzten dreißig Jahren politisch völlig unzureichend angepackt worden (Rechtsetzung incl. steuerliche und abgabenseitige Regelungen, Förderkonditionen etc.) und eine Fülle an liegen gebliebenen Maßnahmen müssen nun energisch bis 2030 bzw. 2035 in Angriff genommen werden. Es sind nicht nur große Wohnungsbestände in Stadt und Land energetisch zu sanieren bzw. energieeffizienter zu machen, sondern gleichzeitig sind auch um 14 Millionen Gasheizungen und etwa 5,5 Millionen Ölheizungen auszutauschen. Wichtig ist, dass diese Maßnahmen nicht auf dem Rücken kleiner und mittlerer Einkommen ausgetragen werden dürfen. Zudem dürfte von den 47 000 Betrieben des Verarbeitenden Gewerbes ein Großteil Erdgas einsetzen, angefangen von Raumwärme über Warmwasser bis Prozesswärme. Eine erhebliche Rolle spielen zudem mit Erdgas betriebene Industrie(heiz)kraftwerke.

Dieser notwendige Um- und Neubau bau dürfte durch konzerngetriebene, milliardenschwere Investitionen in Offshore-Windenergieanlagen beschleunigt werden. Große Energiekonzerne planen einen raschen Ausbau in den kommenden Jahren. Strombasierte Lösungen in den Bereichen Heizenergie, Prozesswärme und bei Kraftwerken dürften daher begünstigt werden. Denn je mehr und kostengünstiger Windstrom produziert werden kann, desto schneller besteht Aussicht, dass sich strombasierte Heizverfahren durchsetzen können.
Hier müssen bei breiter Anwendung hochsensible Personengruppen im Auge behalten werden, deren Gesundheit selbst durch schwache Magnetfelder leiden könnte. Allerdings bleibt Skepsis, ob und inwieweit die oben dargelegten politischen Versäumnisse von ihren Dimensionen her in den nächsten 10 bis 15 Jahren insgesamt aufgeholt werden können. Als besonderes Problem für die Wärmewende könnte sich beispielsweise hier der bereits jetzt schon bestehende Mangel an Fachkräften im Sanitär/Heizung/Klempner und KlimaHandwerk (SHK Handwerk) und die mangelnde Qualifizierung im Bereich erneuerbarer Energien erweisen. Dennoch ist trotz allem nicht auszuschließen, dass strombasierte Heizlösungen große Marktanteile gewinnen und Erdgas, wenn nicht ganz, dann aber doch zu großen Teilen verdrängen können. Was bis 2030 oder 2035 nicht gelingt, das muss bis 2050 in jedem Fall geschafft sein. Zudem haben in den nächsten 10 bis 15 Jahren ausgereifte großtechnische Anlagen zur Herstellung von erneuerbarem Methan bereit zu stehen, insbesondere für stoffliche und energetische Zwecke der Industrie. Voraussetzung dafür ist aber, dass die Bereitstellung von CO2 aus der Luft oder dem Meerwasser vollständig zur Marktreife gebracht ist.

Der globale Methananstieg und seine Quellen

Seit Jahren bereits wird mit wachsender Besorgnis der globale Methananstieg beobachtet und nach den Ursachen geforscht. Aktuelle, fachlich überzeugende Forschungen von Robert W.
Howarth kommen zu dem Ergebnis, dass die Fracking-Gasproduktion in Nordamerika (USA 89 %, westliches Kanada 10 %) im letzten Jahrzehnt (seit 2007) zu mehr als der Hälfte am gesamten weltweiten Anstieg von Methanemissionen durch fossile Brennstoffe beigetragen hat. Zudem hat das Fracking ungefähr zu einem Drittel der weltweiten Gesamtmenge an Emissionen aus allen Quellen beigetragen. Howarth spricht sich im Übrigen seit langem für ein rasches Ende der Nutzung von Erdgas — sei es konventionell oder durch Fracking gewonnen — aus und verwirft beides als Brückentechnologie (,A bridge to nowhere‘) in die solare Zukunft. Er ist damit für die Klimabewegung zum Kronzeugen gegen Erdgas geworden. Das unter dem Dach des „Global Carbon Project“ tätige internationale Netzwerk an WissenschaftlerInnen stellte in seinem neuesten Bericht zum Global Methane Budget fest, dass inzwischen die Methanemissionen fossiler Brennstoffe jene der globalen Tierhaltung, insbes. Rinderhaltung, übersteigen. Allerdings wurde bislang im Rahmen des Global Carbon Project noch kein Konsens zu den Ursachen des Anstiegs seit 2007 gefunden. Mitautoren (Nisbet et al) weisen aber in einer Veröffentlichung darauf hin, dass den gemäßigten, nördlichen Breiten eine große Rolle für den starken Anstieg der Emissionen im Jahre 2014 zugekommen sei. Zeitlich fiel das mit einem weiteren, starken Ausbau der Förderung von Fracking-Gas zusammen.

Zur weltweiten Beobachtung und Minderung von Methanemissionen

Bereits seit längerem ist man dabei, mithilfe von Kraftfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen, Drohnen und Satelliten Methanemissionen aus den verschiedensten Leckagen aufzuspüren, ihre Größenordnungen festzustellen und Möglichkeiten zur Minderung aufzuzeigen. Allein in den Fracking-Gebieten der USA sollen zwei Millionen aufgegebene Bohrlöcher nicht sicher verschlossen sein und Methan in großem Ausmaß emittieren. Dabei muss sich der Blick insbesondere auf die sog. Super-Emittenten richten. Das sind vergleichsweise wenige Bohrlöcher, die aber überproportional zum Gesamtausstoß an Methan beitragen. Ähnliche Muster wurden in Australien festgestellt bei stillgelegten Bohrschächten und Abluftschächten von Kohleminen. In der Nordsee setzen mehr als 15 000 alte Bohrlöcher der Öl- und Gasindustrie jährlich tausende von Tonnen Methan frei.

Für aufschlussreiche, satellitengestützte Untersuchungen sorgt die personell eng mit dem Öl- und Gasgeschäft verbundene Fa. Kayrros, die sowohl mit der Internationalen Energieagentur (IEA) als auch mit der EU-Kommission und der europäischen Weltraumbehörde zusammenarbeitet. Sie hat festgestellt, dass es rund um den Globus um die 100 große Vorfälle gibt – wovon nur etwa die Hälfte mit Öl, Gas und Kohle zu tun hat – und die zusammen 20 Millionen Tonnen Methan pro Jahr freisetzen. Rechnet man das auf zwanzig Jahre hoch und um in CO2-Äquivalente, dann liegt das weit über dem jährlichen CO2-Fußabdruck von Deutschland und Frankreich. Erstaunliche Ergebnisse wurden unlängst auch mit Blick auf USA und Russland vorgestellt. Danach zeigten satellitengestützte Beobachtungen, dass die Methan-Emissionen durch das Fracking im Permbecken, dem größten Ölfeld der USA, jene anderer Förderregionen wie Russland und Algerien in den Schatten stellen! Das ließ die IEA, seit ihrer Gründung US-Interessen verpflichtet, nicht ruhen. Das Exportpipelinesystem von Gazprom wurde daher mit Fa. Kayrros noch einmal näher ins Visier genommen. Anhand der Ergebnisse konnte Gazprom aber nicht an den Pranger gestellt werden und Kayrros bzw. der IEA wurde Wind aus den Segeln genommen. Zum Näheren wird auf Kap. 5 verwiesen.
Insgesamt besteht dringender nationaler und internationaler Handlungsbedarf. Zahllose Quellen für Methanemissionen, darunter insbes. die Superemittenten, müssen im nächsten Jahrzehnt mit allen zur Verfügung stehenden technischen Möglichkeiten geschlossen werden.
Zum Näheren wird hierzu auf den Abschnitt am Ende von Kap. 5 der vorliegenden Ausarbeitung verwiesen.

Russland und Nord Stream 2 – Streitpunkt Vorkettenemissionen

Nach dem Ende der Blockkonfrontation Anfang der neunziger Jahre herrscht wieder Kalter Krieg. Ein neues und gefährliches Kapitel der Systemauseinandersetzung hat begonnen.
Russland steht im Visier von USA, EU und NATO. Die gesamte Erdgasversorgung durch Russland ist in diesen Konfliktstrudel geraten, deren Bedeutung noch gewachsen ist durch die schrumpfenden Gasvorräte in der Nordsee. Einen Einblick dazu geben die Anlagen 3 und 4 in Verbindung mit Anlage 2. Mit besonderer Härte bis hin zu US-Sanktionen wird seit Jahren die Pipeline Nord Stream 2 bekämpft.

Inzwischen dient auch der Klimaschutz als wichtiges Argument dafür, die Pipeline zu Fall zu bringen. Die Kritik aus Sicht des Klimaschutzes fand bereits vor einigen Jahren Nahrung durch neue Festlegungen zu Treibhausgas-Emissionswerten (THG-Emissionswerte), die die EU-Kommission im Jahre 2015 für Diesel, Benzin, Kerosin und Naturgas (Erdgas und Fracking-Gas) veröffentlichte (European Commission DG Ener, 2015). Die THG-Emissionswerte wurden anhand von Ergebnissen einer „well-to-tank“ Studie der Fa. EXERGIA festgelegt. Dafür waren auch Daten, Berechnungen und Bewertungen zu Methanemissionen, zu den sog. Vorkettenemissionen erforderlich, die mit Gas(förder)infrastruktur und Pipelines von Export- und Importländern verbunden sind.

Besondere Bedeutung kam Ergebnissen auf russischem Gebiet zu. Sie sorgten für Auseinandersetzungen mit der Gaswirtschaft und die bis in das Umweltbundesamt hineinreichten. Die Kritik richtete sich auf erheblich höhere Vorkettenemissionen als gemäß verfügbarem Kenntnisstand gegeben. Deshalb beauftragte die Firma Zukunft ERDGAS GmbH, eine Initiative der deutschen Gaswirtschaft, die DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH Leipzig damit, die EXERGIA-Studie fachlich zu überprüfen. Die Ergebnisse wurden 2016 veröffentlicht und anhand einer vom Umweltbundesamt vergebenen Kurzstudie (DVGW, FhG ISI) eingeordnet und als plausibel und belastbar eingestuft. Die Ergebnisse der DBI-Studie weisen gegenüber der EXERGIA-Studie für Russland erheblich niedrigere Vorkettenemissionen aus. So berechnete EXERGIA für Erdgas aus Russland, das anhand großer Exportleitungen nach Westeuropa transportiert wird, für das Jahr 2012 mit 31 675 gCO2-Äg/GJ einen sehr hohen THG-Emissionswert. Demgegenüber ermittelte das DBI einen Wert von 16 449 gCO2-Ägq/G].

In Kap. 6 werden beide Studien zusammen mit drei weiteren rund um das Thema russische Erdgasversorgung kurz vorgestellt.

Unsicheres Gastransitsystem Ukraine & warum Nord Stream 2 bedeutsam bleibt

Abschließend sei daran erinnert, dass das Gastransitsystem der Ukraine völlig ausgereicht hätte für die Gasversorgung Deutschlands und großer Teile der EU. Es ist aber seit langem nicht mehr politisch sicher und störungsfrei. Deswegen hat Russland seine Gasrouten diversifiziert (s. Anlage 1). Mit allen Pipelines wird die Exportkapazität Russlands nicht vergrößert, sondern nur die Ukraine umgangen. Russland ist wieder zum Feindbild geworden, offen bis unterschwellig reicht das auch in die Umwelt- und Klimaschutzbewegung hinein.
Mit Blick auf die erneuerbare Wärmewende sind die sich anbahnenden, konzerngetriebenen Entwicklungen im Bereich von erneuerbarem Strom von großer Bedeutung. Aber auch hier bleibt aufgrund sich widerstreitender Wirtschaftsinteressen offen und abhängig vom staatlichen Gestaltungswillen, ob Erdgas im Wärmesektor tatsächlich ganz oder wenigstens in zentralen Bereichen bis 2030 oder 2035 durch erneuerbaren Strom abgelöst werden kann.
Auszuschließen ist nichts. Unsicherheiten bleiben. Insofern kommt Fertigstellung und Inbetriebnahme der Nord Stream 2 Pipeline zweifellos weiterhin Bedeutung zu.

Ein kurzer Blick auf die künftige Gasversorgung

Die europäische und deutsche Gaswirtschaft beginnt sich durch Klimawandel, Wissenschaft, Öffentlichkeit und Politik auf eine klimaneutrale Gasversorgung einzustellen. Neue große Geschäftsfelder zeichnen sich ab. Dafür sollen alle Optionen offengehalten werden, damit die bestehende Gasinfrastruktur in möglichst großem Umfang weiter genutzt werden kann, möglichst voll ausgelastet bleibt mit hohen, profitablen Gasverbräuchen. Allerdings wird die europäische Gasinfrastruktur, national teils unterschiedlich, erhebliche Veränderungen erfahren durch stark reduzierten Gasverbrauch in den Bereichen Heizenergie, Prozesswärme, Stromerzeugung sowie den Aufstieg von Wasserstoff. Damit sind hohe Kosten und teils lange Planungs- und Bauzeiten verbunden. Insgesamt will die Gaswirtschaft auch weit über 2050 hinaus fossile Stoff- und Energieträger flexibel kombiniert mit erneuerbaren Gasen aus allen verfügbaren Quellen unter Einschluss von CCS/CCU nutzen. Wichtig ist hier zu wissen, was die Gaswirtschaft unter den Begriffen „erneuerbares Gas“ und „decarbonisiertes Gas“ versteht und welche Gasvarianten damit gemeint sind. Dafür braucht es auch Klarheit, was unter CO2-neutral, treibhausgasneutral und klimaneutral zu verstehen ist. Im Beitrag wird darauf in Kap. 8 näher eingegangen.

Im Gegensatz zu den Interessen der Gaswirtschaft kommt es mit Blick auf das 1,5 Grad Klimaziel und zur Minimierung von Risiken darauf an, dass bis 2050 fossiles Methan als Stoff- und Energieträger durch erneuerbares Methan abgelöst und Importe von fossilem Methan (Erdgas) beendet werden. Der Einsatz von CCS ist risikoreich und zu verwerfen. Die Gewinnung von Biomethan mittels Vergärungsprozessen ist auf Reststoffe zu beschränken, ein dafür breitflächiger Anbau von Pflanzenarten mit hoher Biomasseproduktion ist abzulehnen.

„Exit Erdgas 2030 oder 2035?“ lesen:

Exit Erdgas 2030 oder 2035