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Ziel der Studie ist es, die Potentiale wichtiger neuer Anwendungen für Strom zur Subsituierung fossiler Energieträger (sogenannte Sektorkopplungsoptionen (SKO)) für Deutschland bis 2050 zu identifizieren und den möglichen Beitrag dieser Anwendungen zu den energie- und klimapolitischen Zielen zu analysieren. Für die untersuchten SKO lassen sich folgende Schlussfolgerungen ziehen. Viele der SKO haben ein hohes Treibhausgas(THG)-Minderungspotential. Wichtig für den THG-Minderungsbeitrag der SKO ist, dass ausschließlich oder überwiegend erneuerbarer Strom zum Einsatz kommt. Eine relevante Anzahl der SKO weist zudem ein hohes Flexibilitätspotential auf und trägt zur Systemintegration von Erneuerbaren bei. Je stärker das Flexibilitätspotential der SKO genutzt wird, desto weniger bedarf es an Technologien, die ausschließlich zur Flexibilitätsbereitstellung eingesetzt werden wie z. B. Speicher. Einige der Sektorkopplungsoptionen können auch einen signifikanten Beitrag zur Energieeffizienzsteigerung leisten. Bei der Wirtschaftlichkeit unter Einbezug der Umweltkosten schneiden insbesondere die untersuchten SKO im Verkehr, längerfristig auch in der Wärme gut ab. Viele der SKO in der Industrie stehen diesbezüglich jedoch vor großen Herausforderungen. Unter Wirtschaftlichkeits- und Umweltaspekten sollte möglichst der Strom direkt genutzt werden und auf die Umwandlung zu gasförmigen- oder flüssigen Brenn- und Kraftstoffen verzichtet werden. Dies ist allerdings nicht in allen Anwendungsbereichen möglich bzw. sinnvoll, beispielsweise im internationalen Flug- oder Schiffsverkehr. Wenn Strom umgewandelt wird, ist besonders auf die Stromherkunft zu achten sowie das vorhandene große Flexibilitätspotential dieser SKO zu nutzen. Die Elektrolyse sowie die Gewinnung von CO2 aus Abscheidungsprozessen sind dabei die Schlüsseltechnologien für einen künftigen Markterfolg. Für den mittel- und langfristigen Markterfolg ist aufgrund der langen Vorlaufzeiten ein frühzeitiger Einstieg in die SKO bedeutsam.

Die Studie gibt erste Antworten zu möglichen Potenzialen und Auswirkungen der Integration erneuerbarer Energien ins Gasnetz durch die Elektrifizierung von Betriebsmitteln. Die Betriebsmittel werden bislang mit dem zu transportierenden Erdgas bereitgestellt. Die Studie zeigt so eine neue Option der Sektorkopplung auf. Es wird unter verschiedenen Rahmenbedingungen aufgezeigt, welche Treibhausgasminderungs- und Primärenergieeinspareffekte erschlossen werden können, welche System- und Umweltkosten damit verbunden sind und welcher Flexibilitätsbeitrag für das Stromsystem durch diese neue Stektorkopplungstechnik bereit gestellt werden kann.

In dieser Kurzstudie erfolgt eine Einordnung der THG-Emissionen entlang der Prozesskette für den Import von ⁠LNG⁠ auf Basis einer Literaturstudie. Andere Umwelteffekte konnten nicht betrachtet werden. In Abhängigkeit der Förderländer treten unterschiedliche Vorkettenemissionen auf. Bei der unkonventionellen Förderung von Gas, zum Beispiel aus den USA, variieren die Vorkettenemissionen stark und unterliegen hohen Unsicherheiten. Die Gesamtemissionen von LNG sind in der Regel geringer als die von erdöl- und kohlebasierten Energieträgern. Dennoch ist aus Klimaschutzsicht derzeit die Nutzung von leitungsgebunden transportiertem Gas gegenüber LNG zu bevorzugen. Aus klimapolitischer Sicht und unter Energieeffizienzaspekten ist ein verstärkter Einsatz von LNG insbesondere im Vergleich zu per Pipeline transportiertem Gas nicht begründbar. Zur Diversifizierung der Exportländer insbesondere hinsichtlich eines zukünftigen Marktes für strombasierte erneuerbare Gase, verbesserter Versorgungssicherheit sowie mehr Wettbewerb kann ein Ausbau der LNG-Infrastruktur im Zuge der Energiewende hingegen beitragen.

Seit geraumer Zeit wird verstärkt diskutiert, welche Rolle gasförmige Energieträger – Erdgas, wie auch biogene und E-Gase – bei der Energiewende längerfristig spielen sollen. Mit dieser Problemstellung hat sich ein Konsortium aus Fraunhofer ISI (Leitung), dem Deutschen Verein der Gas- und Wasserwirtschaft e.V. (DVGW)* und der Forschungsstelle des DVGW am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie im Rahmen des Vorhabens "Roadmap Gas für die Energiewende - Nachhaltiger Klimabeitrag des Gassektors" auseinandergesetzt. Ziel des Vorhabens war es, die anstehenden Herausforderungen im Gassektor zu identifizieren. Im hier vorliegenden Abschlussbericht werden der mittel- und langfristige Klimaschutzbeitrag des Gassektors für die verschiedenen Ambitionsniveaus zur Treibhausgasminderung, die damit verbundenen infrastrukturellen Herausforderungen und die resultierenden Schlüsselmaßnahmen und Anpassungsbedarfe analysiert. Darauf aufbauend werden in einer Roadmap strategische Leitplanken für politische Weichenstellungen im Transformationsprozess zusammenfassend dargestellt.