FAQ zur Technik der Gasversorgung: Stadtwerke Ellwangen

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FAQ zu technischen Hintergründen des Gasnetzbetriebs

1. Wie ist das Gasnetz aufgebaut?
Netze und Speicher sind die Infrastruktur für unsere Gasversorgung. Bürgerinnen
und Bürger sowie Wirtschaft werden über insgesamt 540.000 Kilometer
Leitungen mit Gas versorgt. Gasnetze werden unterschieden in
Gasfernleitungsnetze und Gasverteilernetze.

Die insgesamt 40.000 Kilometer langen Fernleitungsnetze transportieren das Gas von den Erdgasfeldern in der Nordsee, in Osteuropa und im Nahen Osten nach Deutschland - also über lange Distanzen. Sie sind quasi die Autobahnen der Gasversorgung. Die Fernleitungen haben einen Durchmesser von bis zu 1,4 Metern und arbeiten mit einem Druck bis zu 84 bar.

Die engmaschigen, knapp 500.000 Kilometer langen Verteilnetze transportieren das Gas wiederum von den Fernleitungen zu allen Verbrauchern. Um im Bild zu bleiben: Verteilnetze sind quasi alle Verkehrswege - von den Landstraßen bis zur kleinsten Gasse. Privathaushalte sind also an die Verteilnetze angeschlossen. Verteilnetze unterscheiden sich noch einmal in Netze, die im Mitteldruck (100 mbar bis 1 bar) und jene, die im Niederdruck (22 mbar bis 100 mbar), arbeiten. Ziel der Netzbetreiber ist immer, diesen Druck auch zu halten. Im Vergleich zu Stromnetzen, die die Spannung in einem engen Korridor von 50 hz stabilisieren müssen, haben die Betreiber von Gasnetzen jedoch etwas mehr Spielraum.

Ergänzt werden die Netze durch Speicher. Die großen unterirdischen Speicher werden eingesetzt, um den Druck in den Netzen stabil und damit die Versorgung sicher zu halten. Ein Beispiel: Im Sommer, wenn Gasverbrauch und -nachfrage sinken, wird Gas in die Speicher gefüllt. Im Winter, wenn Gasverbrauch und -nachfrage steigen, wird Gas aus den Speichern zum Heizen etc. entnommen.

Neben den unterschiedlichen Aufgaben von Fernleitungs- und Verteilnetzen unterscheiden sie sich auch in der Steuerung. Das hat Auswirkungen auf die Aufgaben der Versorgung (s. nächste Frage).


2. Wie funktioniert die Versorgung über das Netz? Worin besteht technisch die Herausforderung eine stabile Versorgung zu sichern? Braucht man z.B. einen Mindestdruck?
Grundsätzlich muss man zwischen druck- und mengengesteuerten Netzen unterscheiden.
Fernleitungsnetzen sind hingegen mengengesteuert. Die Betreiber der Fernleitungsnetze können Schwankungen bei Einspeisung und Ausspeisung ausgleichen. So kann der Netzbetreiber den Druck variieren und die Leitung quasi als Puffer bzw. Speicher nutzen, um Ein- und Ausspeisungen auszugleichen.

Verteilnetze sind meist druckgesteuert. In normalen Zeiten hält der Netzbetreiber i.d.R. den Druck über seine Regelanlagen konstant – und zwar unabhängig vom Verbrauch, der z.B. mit der Tages- oder Jahreszeit etc. variiert.

Das Problem bei einem Gaslieferstopp: Der Gas-Nachschub fehlt. Sprich: Die Kunden verbrauchen genau so viel Gas wie immer, jedoch könnte nicht mehr genug bzw. kein Gas nachfließen. Die Folge: Der Druck im Netz würde absinken.

Dabei gibt es zwar grundsätzlich gewisse Spielräume für die Netzbetreiber, jedoch technisch eine klare Mindestdruckgrenze: Sie darf nicht unterschritten werden. Würde das passieren, würden sich die Geräte und Anlagen der Kunden automatisch abschalten bzw. ausfallen – und zwar sowohl bei der Industrie als auch bei geschützten Kunden, wie den Privathaushalten.

Um genau das zu verhindern und die Versorgung der geschützten Kunden auch bei einer Gasmangellage bestmöglich zu sichern, dürfen und müssen Netzbetreiber bei Bedarf eigene Maßnahmen für den sicheren und zuverlässigen Betrieb der Gasnetze ergreifen: z.B. Speicher oder vertragliche Abschaltungen bis hin zu Abschaltungen der Industrie. In der Notfallstufe kann die Bundesnetzagentur als Bundeslastverteiler zusätzlich hoheitliche Maßnahmen per Allgemeinverfügung oder gegenüber Großverbrauchern wie z. B. der Industrie auch per Individualverfügung anordnen. Ziel ist, die Menge an Gas einzusparen, die nicht mehr über die vorgelagerten Netze nachgeschoben werden kann, so dass die Mindestdruckgrenze nicht unterschritten wird.


3. Kann die Gaszufuhr einzelner Haushalte fernabgeschaltet werden? Oder muss ein Techniker vor Ort eine Abschaltung vornehmen?
Nein, einzelne Haushalte können technisch nicht fernabgeschaltet werden. Ein Netzbetreiber kann einzelne Haushalte in seinem Gebiet nicht aus der Ferne abschalten. Technisch möglich wäre lediglich, den Druck aus der Ferne insgesamt zu reduzieren oder einzelne Stränge vom Netz abzuschalten – zum Beispiel ein Industriegebiet.

Wenn es zu wenig Gas gibt, ergreifen die Netzbetreiber im ersten Schritt ohnehin netz- und marktbezogene Maßnahmen, um eine Gefährdung oder Störung der Gasversorgung zu beseitigen. Dazu gehört, dass Netzbetreiber sich untereinander abstimmen und Lastflüsse im Gasnetz optimieren.
Erst wenn diese milderen Maßnahmen nicht oder nicht rechtzeitig greifen, sind Netzbetreiber verpflichtet und berechtigt, den Gasfluss für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Netze anzupassen. Das heißt, es könnte in diesem Rahmen dazu kommen, dass Netzbetreiber den Gasbezug von Kunden reduzieren oder gar unterbrechen müssen. Abschaltungen wären das letzte
Mittel. Dabei gilt: Privathaushalte und soziale Dienste, wie Krankenhäuser und Pflegeheime, sind geschützte Kunden. Sie werden bei einer Gasmangellage vorrangig vor der Industrie versorgt.

Von Abschaltungen wären zunächst also die nicht-geschützten Kunden betroffen: konkret die Industrie (im Fachjargon: RLM-Kunden). Sie werden vom Netzbetreiber aufgefordert, ihren Verbrauch gemäß den Vorgaben zu reduzieren. Erst wenn die Abschaltung der nicht-geschützten Kunden die Gasmangellage nicht lindert, kommt es zu weiteren Maßnahmen, die auch die Minderung des Gasbezugs bei oder gar die Abschaltung von geschützten Kunden umfassen könnte.

Technisch erfolgt eine Abschaltung der Kunden, indem der Netzbetreiber einzelne Netzteile via Streckenschieber oder Netzstationen trennt. Da sich so aber meist nur einzelne Stränge mit vielen Kunden vom Netz abschalten ließen, würden die Netzbetreiber eher die Industrie auffordern, ihren Verbrauch zu reduzieren und so die Versorgung der Privathaushalte zu sichern. Alternativ könnte der Netzbetreiber auch den Druck in einem Netzgebiet deutlich reduzieren, so dass sich durch Selbstabschaltung einzelner Verbrauchsgeräten das Netz selbst stabilisiert. Zuvor muss der Netzbetreiber jedoch die Kunden informieren.

4. Kann Gas für Haushalte rationiert werden oder nur vollständig abgeschaltet werden?
Rationierungen für Haushalte sind technisch kaum möglich (Details s. Frage 5). Wenn nicht genügend Gas für alle da ist, muss der Netzbetreiber handeln bzw. in der Notfallstufe kann zusätzlich die Bundesnetzagentur handeln.

Den Ausschlag gibt zunächst die Netztechnik: Abschaltungen sind die letzten Mittel, wenn nicht mehr genügend Gas für alle Anwendungen vorhanden ist und die Versorgung in Gänze gefährdet ist. Dabei gilt: Zuerst würden große Verbraucher wie die Industrie abgeschaltet. Privathaushalte sind erstmal geschützte Kunden und werden weiter versorgt (s. Frage 3).

Bei Abschaltungen muss der Netzbetreiber abwägen und die Geeignetheit, Sachgerechtigkeit und Verhältnismäßigkeit etwaiger Maßnahmen im Einzelfall prüfen - auch im Lichte der notwendigen Dauer von Maßnahmen. Eine detaillierte vorgegebene Abschaltreihenfolge gibt es nicht - auch nicht für Industrieunternehmen.

5. Ist es möglich, Gas über Tageszeiten zu rationieren (also bsp. Abschaltungen über Nacht etc.)?
Nein. Dieser Ansatz wäre für die Verteilnetzbetreiber schlicht und ergreifend nicht praktikabel. Der Aufwand zur Rationierung wäre nicht einfach nur hoch, sondern nicht zu leisten.

Beispiel Industriekunden: Der Netzbetreiber müsste mehrmals täglich den Schieber an- und abschalten. Das würde auch voraussetzen, dass das Hauptventil öffentlich zugänglich ist, denn eine Abschaltung durch die Netzleitstelle aus der Ferne ist auch bei Industriekunden kaum möglich.
Beispiel Privathaushalte: Hier wären Rationierungen noch komplizierter. Der Netzbetreiber müsste die Hauptabsperreinrichtung aktiv öffnen bzw. schließen. Seine Technik-Trupps müssten dann zum Beispiel jeden Abend ausrücken, um die Ventile über Nacht zu schließen.
Beide Beispiele zeigen, weshalb Gas-Rationierungen kein nützliches und damit kein sinnvolles Instrument sind.

Praktikabler ist der Aufruf des Netzbetreibers an die Kunden, ihren Verbrauch zu reduzieren. Die Schieber könnten offenbleiben. Privathaushalte sollen dann freiwillig ihren Verbrauch reduzieren, sodass insgesamt die Versorgung länger erhalten bliebe. Die Industrie wiederum könnte ihren Produktionsprozess an die vorgegebene, reduzierte Gasmenge anpassen und so einen Beitrag leisten, um die Privathaushalte vor einem Ausfall der Versorgung zu schützen.

6. Lässt sich die Gasversorgung nach einer Abschaltung problemlos wieder einschalten?
Sobald die Ventile der Pipelines geschlossen werden, kommt kein neues Gas mehr nach. Das bereits nach Deutschland transportierte Gas „steht” dann in der Leitung – quasi wie bei einem Speicher. Weil kein Gas mehr nachfließt, zugleich jedoch weiter Gas verbraucht wird, baut sich der Druck in der Leitung langsam ab – sofern die Netzbetreiber keine Gegenmaßnahmen ergreifen.

Insgesamt würde bei einem Lieferstopp der Druck sowohl in den vorgelagerten Netzen der Fernleitungsnetzbetreiber (quasi den Autobahnen) als auch in den nachgelagerten Netzen der Verteilernetzbetreiber (quasi den Land- und Kreisstraßen) langsam zu sinken beginnen.
Deswegen müssen beide Maßnahmen ergreifen. Während Händler die Flexibilitätspotenziale auf der Beschaffungsseite ausschöpfen und sich bei Lieferausfällen um die Beschaffung von Ersatzmengen bemühen, können auch die Netzbetreiber verschiedene Maßnahmen ergreifen: von der engen Abstimmung über die Optimierung der Lastflüsse im Netz bis zum Absenken des Drucks in den Netzen. Abschaltungen sind das letzte Mittel.
Wenn es zu Abschaltungen kommen muss, ist es nicht leicht, die Versorgung wiederherzustellen. Die Netzbetreiber müssten beim Wiederanfahren ihrer Netze verschiedene technische Faktoren berücksichtigen: etwa den Druck oder unterschiedliche Steuerungs- und Sicherungsgeräte, z.B. Absperrventile oder Gasmangelsicherungen in Gasdruckregelgeräten. Daran schließen sich auch die praktischen Möglichkeiten zum Wiederanfahren an: Manche Verbraucher lassen sich automatisch wieder versorgen. Andere müssen manuell von einem Techniker wieder ans Netz genommen werden – sprich: Installateure müssten die Gasanlage des Kunden wieder in Betrieb nehmen. Aus diesen Gründen wäre die Zeitspanne, in der die Versorgung wieder wie gewohnt hergestellt werden kann, von Ort zu Ort verschieden und kaum vorab zu bestimmen.
Weiterführende Informationen: www.dvgw.de/der-dvgw/aktuelles/presse/pressematerial/gasversorgung-in-deutschland

7. Gibt es im Fall eines Lieferstopps regionale Unterschiede bei der Gasversorgung (Ost-West-Unterschied)?
Ja. Wenn kein Gas mehr aus Russland ankommt, wären zunächst die Bundesländer/Menschen im Osten und dann im Süden Deutschlands betroffen. Grund sind die Struktur unserer Netze, Hydraulik und die Fließrichtung des
Gases: Gas aus Russland fließt vom Osten in den Westen und Süden. LNG-Gas gelangt in der Regel aus den Häfen im europäischen Ausland (z.B. Rotterdam) nach Deutschland.

8. Was ist mit den Kunden in sogenannten L-Gas-Netzen? Wären diese auch von einem Lieferstopp betroffen?
Bei einem kompletten Lieferstopp wären die Versorgung eingeschränkt - sowohl in den Gebieten mit H-Gas als auch in den Gebieten mit L-Gas.
Zu den Gründen: In Deutschland gibt es zwei Arten von Erdgas und dementsprechend auch zwei getrennte Netze und getrennte Speicher:

L-Gas in L-Gas-Netzen: Das niederkalorische (low caloric) Gas hat einen vergleichsweise geringen Brennwert und Energiegehalt. Es stammt aus Deutschland und den Niederlanden.

H-Gas in H-Gas-Netzen: Das hochkalorische (high caloric) Gas hat einen höheren Brennwert und Energiegehalt. Es stammt unter anderem aus Russland und Norwegen.

Theoretisch könnten unsere Leitungen und Netzkomponenten zwar beide Gase transportieren. Praktisch ist das jedoch aus zwei Gründen nicht möglich:

Erstens geben die Geräte und Anlagen zur jeweiligen Gasanwendungen in Häusern, Gewerbe und Industrie den Ausschlag. Sie erfordern jeweils bestimmte brenntechnische Eigenschaften vom Gas und dementsprechend eine Unterscheidung zwischen L-Gas und H-Gas. Ein Industriebetrieb, der H-Gas nutzt, kann also nicht per Knopfdruck auf L-Gas umsteigen.

Zweitens sind wir mitten im Umstieg von L-Gas auf H-Gas bis 2030 (s. www.bundesnetzagentur.de/DE/Vportal/Energie/UmstellungGas/start.html), im Fachjargon: Marktraumumstellung. Dieser Umstieg ist notwendig, weil zum einen die L-Gas-Quellen in Deutschland versiegen. Zum anderen steigt die Erdbebengefahr in den Niederlanden. Groningen, Europas größtes Erdgasvorkommen, muss die L-Gas-Produktion bereits sukzessive herunterfahren. Etwas überspitzt formuliert: Beim L-Gas hat Mutter Natur bereits einen natürlichen Lieferstopp verhängt.

9. Wie lange halten die Speichervorräte?
Wie lange die Vorräte in den Speichern halten, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehören zum Beispiel die gelieferten ebenso wie die eingespeicherten Gasmengen, die technischen Herausforderungen der Netze beim Gastransport, mögliche Solidaritätsbitten aus anderen EU-Ländern und natürlich der Verbrauch. Dessen Höhe wird ebenfalls von verschiedenen Faktoren beeinflusst: von den Temperaturen bis zum Verhalten aller Verbraucher.

Wenn die Bürgerinnen und Bürger bewusst weniger Gas verbrauchen und z.B. ihre Heizung ein paar Grad nach unten regeln, halten die Gas-Vorräte länger. Gleiches gilt für die Industrie: Betriebe, die ihre Energieeffizienz-Potenziale ausschöpfen oder auf Bitten der Netzbetreiber oder auf Anordnung der Bundesnetzagentur weniger verbrauchen, sorgen ebenfalls dafür, dass die Vorräte in den Speichern länger halten. Ein weiteres Kriterium wäre der Zeitpunkt, zu dem kein Gas aus Russland mehr fließt. Speicher werden grundsätzlich über den Sommer hinweg gefüllt und im Winter geleert. Je früher kein Gas mehr käme, umso schwieriger wäre es, die Speicher zu füllen.

Faustformel für Zeitpunkt und Verbrauch: Je weniger Gas wir im Frühling und Sommer verbrauchen, desto besser unsere Lage im Winter.
Theoretisch bzw. mathematisch könnte Deutschland sich bei vollen Speichern und einem Verbrauch auf mittleren Jahresniveau einige Monaten allein aus den Speichern versorgen. Praktisch bzw. physikalisch ist eine belastbare und verlässliche Prognose wegen der Vielzahl an Variablen nicht möglich. Definitiv lässt sich jedoch sagen, dass die deutschen Gasspeicher einen wesentlichen Beitrag zur Versorgungssicherheit in Deutschland und Europa leisten und helfen würden, die Folgen eines Lieferstopps abzumildern.

10. Es wurde viel von Mindestfüllständen bei Speichern geredet. Kann man nicht einfach die Speicher zu 100 Prozent füllen?
Das Speichervolumen besteht aus dem sogenannten Arbeits- und Kissengas. Das Arbeitsgas ist für den Verbrauch bestimmt. Es wird also ein- und ausgespeichert und macht das Gros des Speichervolumens aus. Das sogenannte Kissengas hat einen deutlich kleineren Anteil am Speichervolumen, muss allerdings permanent im Speicher bleiben: Als Puffer sichert Kissengas nämlich konstant den physikalisch notwendigen Mindest-Druck im Speicher, wodurch es technisch möglich ist, Gas ein- oder ausspeichern zu können.

Deswegen brauchen Betreiber also stets selbst diesen kleinen Puffer an Kissengas in ihrem Speicher. Um abseits des Puffers die vorhandenen Speichervolumina optimal zu nutzen, gelten nun jedoch bundesgesetzlich vorgegebene Mindestfüllstände: Am 1. Oktober eines Jahres sollen die Speicher zu 80 Prozent, am 1. November zu 90 Prozent und am 1. Februar zu 40 Prozent gefüllt sein. Eine vergleichbare Verordnung wird auch auf EU-Ebene entwickelt. Fazit: Das Volumen der Speicher wird also bereits optimal genutzt.

11. Kommen wir über den Winter, wenn die Speicher zu 100 Prozent gefüllt sind, oder brauchen wir zusätzlich das Gas aus den russischen Pipelines bzw. von jetzt an von anderen Lieferanten?
23 Milliarden Kubikmeter Fassungsvolumen der Speicher auf der einen Seite und ein Jahresverbrauch von 86,5 Milliarden Kubikmeter (Quelle: Statista 2020) auf der anderen Seite. Zur Beantwortung der Frage entscheidend ist, wieviel Erdgas aus anderen Importländern zur Verfügung steht und wie hoch der Gasverbrauch, also die Nachfrage von Privathaushalten und Industrie in Deutschland ist. Privathaushalte machen im Durchschnitt 31 Prozent unseres Gasverbrauchs aus– insbesondere fürs Heizen. Deshalb schwankt die Nachfrage über die Jahreszeiten stark: Im Sommer verbrauchen Privathaushalte wenig, im Winter naturgemäß viel.

In der kalten Jahreszeit fließen gut zwei Drittel unseres gesamten Gasbedarfs durch die Leitungen. Dementsprechend findet sich in den Händen der Verbraucherinnen und Verbraucher auch der stärkste Hebel: Sie können die Folgen eines Gasembargos oder -lieferstopps erheblich mildern, wenn sie freiwillig ihren Verbrauch reduzieren. Jeder eingesparte Kubikmeter Gas hilft.

12. Gibt es auch die Gefahr eines Blackouts (einer Strommangellage)?
Unsere Stromversorgung beruht auf unterschiedlichen erneuerbaren sowie konventionellen Energieträgern. Gaskraftwerke hatten in Deutschland 2021 einen Anteil von rund 15 Prozent an der gesamten Bruttostromerzeugung. Erste Analysen mit Kurzfristperspektive zeigen, dass lediglich eine kleine Menge an Gas für Gaskraftwerke benötigt würde, die aufgrund ihrer Standorte im Hinblick auf die Systemsicherheit in den Stromnetzen als systemrelevant gelten. Diese genießen aufgrund ihrer Bedeutung für die Stromversorgung auch einen besonderen Status und würden in der Notfallstufe erst als allerletzte Handlungsoption des Bundeslastverteilers (BNetzA) im Gasbezug reduziert. Insofern stellen bereits die Regularien, die in dieser Krisensituation greifen, sicher, dass für die Stromversorgung abstrakte Gefahren aus einer Gasmangellage auf das absolute Minimum reduziert werden.

Die Bundesregierung plant für den Fall einer Gefährdung des Gasversorgungssystems, den Anteil von Gaskraftwerken an der Stromerzeugung möglichst zu reduzieren und auf andere verfügbare Energieträger auszuweichen, um mehr Gas für andere Verwendungen verfügbar zu haben. Ein BMWK-Gesetzentwurf sieht vor, den Betrieb von Gaskraftwerke deutlich zu reduzieren. Zu diesem Zweck hat sie das „Gesetz zur Bereithaltung von Ersatzkraftwerken zur Reduzierung des Gasverbrauchs im Stromsektor im Fall einer drohenden Gasmangellage durch Änderungen des Energiewirtschaftsgesetzes und weiterer energiewirtschaftlicher Vorschriften“ (Ersatzkraftwerkebereithaltungsgesetz – EKBG) entworfen.
Der Gesetzentwurf ist im parlamentarischen Verfahren, das bis zur Sommerpause 2022 abgeschlossen sein soll.


13. Wie lange braucht es, die bestellten Floating-LNG-Terminals ans Gasnetz anzuschließen; sind die Terminals auch vor dem Netzanschluss nutzbar?
Flüssiggas (LNG: Liquefied natural gas) muss in gasförmiges Erdgas umgewandelt werden. Dafür braucht es bestimmte Anlagen: LNG-Terminals erwärmen und verdichten das Flüssiggas. So bereiten sie Flüssiggas zu Erdgas auf. Im Anschluss wird das Gas in die Fernleitungsnetze für herkömmliches Erdgas eingespeist. An den Terminals kann das LNG auch auf kleinere Schiffe, Güterwaggons oder Lastwagen verladen werden.
Weil der Bau von stationären LNG-Terminals Zeit braucht, beabsichtigt die Bundesregierung vier schwimmende LNG-Terminals als kurzfristig verfügbare Alternative zu chartern. Spezialschiffe können das LNG von Tankern aufnehmen, sodass es an Bord dieser sogenannten Floating Storage and Regasification Units (FSRU) in Gas umgewandelt werden kann.

In Europa gibt es aktuell 37 LNG-Terminals, davon 26 in den EU-Mitgliedsländern. Deutschland hat bisher kein eigenes LNG-Terminal. Die Bundesregierung plant den Bau von eigenen deutschen Terminals und schwimmenden Anlagen. Letztere sollen zusammen auf eine Kapazität von bis zu 27 Milliarden Kubikmetern Gas kommen. Das würde ausreichen, einen erheblichen Teil der bisherigen russischen Erdgaslieferungen zu ersetzen.
Deutschland plant nun konkret den Bau von zwei stationären LNG-Terminals in Brunsbüttel und Stade. Zudem sollen mindestens vier schwimmende Anlagen an der Nordseeküste entstehen: eines soll noch in 2022 in Wilhelmshaven und ein weiteres in 2023 Brunsbüttel ans Netz gehen. Zwei weitere FSRU-Anlagen sollen folgen. Als Standorte sind Stade, Rostock, Hamburg und Eemshaven in den Niederlanden im Gespräch.

Bei dem geplanten Floating-LNG-Terminal in Wilhelmshaven ist die Anbindungsleitung zum Gasnetz mit 30 km relativ kurz. Bereits Ende 2022 soll der Anschluss an das europäische Gasnetz fertig sein. Wenn das klappt, kann der LNG-Import bereits Anfang 2023 starten. Die Arbeiten an den rechtlichen Grundlagen laufen parallel – sowohl zur Errichtung und Inbetriebnahme der LNG-Terminals als auch zur Beschleunigung von Vergabeverfahren.

 
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