Im Jahr 2045 soll Deutschland klimaneutral sein. Dies bedeutet – mit Blick auf ein klimaneutrales Energiesystem der Zukunft – die Erzeugung, den Import, den Transport, die Verteilung und den Vertrieb von Gasen zu transformieren. Dabei geht der Weg weg vom fossilen Erdgas, hin zu erneuerbaren und kohlenstoffarmen Gasen wie Biogas, Wasserstoff und seinen Derivaten. Für die Akzeptanz der Gesellschaft, die Innovationsfähigkeit und die Produktivität der Wirtschaft, aber auch für die Energieversorgungssicherheit spielen erneuerbare und kohlenstoffarme Gase eine maßgebliche Rolle. Sie ermöglichen eine Systemintegration über Energieträgergrenzen hinweg, da Wasserstoff mit erneuerbarem Strom erzeugt und zur Rückverstromung genutzt werden kann. Die sichere Versorgung ist mit anderen Zielen zusammen zu denken. Es gilt dabei das strategische Zieldreieck aus Versorgungssicherheit, Klimaneutralität und Wettbewerbsfähigkeit zu erreichen. Gasbasierte Moleküle im Energiesystem leisten einen entscheidenden Beitrag dazu.
Die Transformation von fossilem Gas hin zu erneuerbaren und kohlenstoffarmen Gasen ist zwingend notwendig. Ohne gasförmige Energieträger wie Wasserstoff, Biogas und Biomethan ist Klimaneutralität nicht erreichbar. Sie sind aber auch für die Erreichung der anderen Ziele des Dreiecks von Bedeutung. Auf dieser Seite erfahren Sie mehr über die Rolle dieser „neuen Gase“ auf dem Weg zur Klimaneutralität und ihre Einsatzmöglichkeiten im Gewerbe.
Die EU-Staaten haben das ehrgeizige Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2050 Klimaneutralität zu erreichen und damit ihren Verpflichtungen im Rahmen des Übereinkommens von Paris 2015 nachzukommen. Das bedeutet: Bis 2050 soll die europäische Wirtschaft nahezu klimaneutral sein, um die Erderwärmung zu begrenzen. Dabei soll insbesondere der Ausstoß von Kohlendioxid (CO2) verringert werden. Deutschland hat sich dabei ein noch ambitionierteres Ziel gesetzt: Basierend auf dem Klimaschutzgesetz sollen die Treibhausgasemissionen bis 2030 um 65 Prozent gegenüber 1990 sinken und Treibhausgasneutralität sogar bis 2045 erreicht werden.
Auf dem Weg Richtung Klimaneutralität nehmen erneuerbare und kohlenstoffarme Gase eine unverzichtbare Rolle ein, z. B. bei der Absicherung der Strom- und Wärmeversorgung. Unter erneuerbaren und kohlenstoffarmen Gasen versteht man Energieträger wie bspw. Biomethan oder Wasserstoff, die entweder aus erneuerbaren Quellen stammen oder deren CO2-Emmissionen im Kreislauf geführt oder deutlich reduziert werden. Bei ihrer Nutzung gelangen keine zusätzlichen Treibhausgase in die Atmosphäre. In diesem Kontext verwenden manche Quellen auch den Begriff „klimaneutrale Gase“.
Der Weg zur Klimaneutralität 2045 ist herausfordernd. Doch neben den politischen Zielsetzungen und Maßnahmen auf allen Ebenen ist es die rasante technologische Entwicklung der letzten Jahre, die Lösungswege für eine erfolgreiche Energiewende aufzeigt. Wasserstofftechnologien werden gegenwärtig weltweit in großer Geschwindigkeit entwickelt und zur Marktreife gebracht. In Verbindung mit dem beschleunigten Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung leisten erneuerbare und kohlenstoffarme Gase heute einen wichtigen Beitrag zur Stärkung von Resilienz und Souveränität der Energieversorgung und fördern Innovationen sowie Technologieführerschaft im internationalen Wettbewerb. Im Zentrum dieser Innovationen stehen der grüne Wasserstoff, Biogas und Biomethan.
Zu den erneuerbaren und kohlenstoffarmen Gasen zählen Biogas, Biomethan und auf bestimmte Arten produzierter Wasserstoff sowie seine Derivate. Biogas wird in Biogasanlagen durch den mikrobiellen Abbau von organischem Material gewonnen. Je nach eingesetztem Substrat und Verfahren besitzt es einen Methananteil von 50–75 Vol.%. Biogas wird zumeist direkt vor Ort zur Strom- und Wärmeerzeugung in speziell dafür ausgelegten Blockheizkraftwerken genutzt. Als Substrat werden beispielweise nachwachsende Rohstoffe, Gülle, organische Reststoffe und Bioabfälle genutzt. Biogas lässt sich durch die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid und anderer Reststoffe weiter aufbereiten zu Biomethan mit einem Methananteil von mindestens 96 Vol.-%. Dadurch ist Biomethan chemisch fast identisch zu konventionellem Erdgas und kann problemlos und unbegrenzt in das bestehende Gasnetz eingespeist werden.
Langfristig soll der überwiegende Teil des verwendeten Wasserstoffs erneuerbarer Wasserstoff (auch grüner Wasserstoff genannt) sein. Dieser wird durch die Elektrolyse erzeugt, bei der Wasser mit Strom aus Erneuerbaren Energien (z. B. Wind- oder Solarenergie) und unter Einhaltung nachhaltiger Strombezugskriterien in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. Dabei entstehen keine CO₂-Emissionen. So kann also der Strom aus Wind und Photovoltaik in Form von Wasserstoff gespeichert werden und durch dieses Verfahren für viele Anwendungen genutzt werden, in denen Strom nicht direkt oder nur schwierig einsetzbar ist.
Wasserstoff kann darüber hinaus aus fossilem Erdgas gewonnen werden:
Darüber hinaus gibt es auch natürliche Wasserstoffvorkommen, deren wirtschaftliche Förderbarkeit derzeit noch nicht abschließend beurteilt werden kann.
Die Erderwärmung zu begrenzen, ist eine der größten Herausforderungen der nächsten Jahrzehnte. Um den Ausstoß von Treibhausgasen zeitnah, nachhaltig und in großem Maßstab zu senken, sind fundamentale Veränderungen in der Energielandschaft und den anderen Sektoren notwendig. Deutschland hat sich im Zuge der Energiewende einen ambitionierten Wechsel der Energieträger vorgenommen. Dazu zählt nicht nur der Ausstieg aus Kernkraft und Kohle, sondern auch der Übergang zu strombasierten Anwendungen sowie der Übergang von fossilem Erdgas hin zu klimaneutralen gasförmigen Energieträgern wie Biogas, Biomethan und Wasserstoff. In diesem Ansatz stecken große CO2-Reduktionspotenziale, die ausgeschöpft werden können. Denn eines ist unumstritten: Die Nutzung von fossilem, nicht dekarbonisiertem Erdgas wird auf dem Weg zur Klimaneutralität immer weiter an Bedeutung verlieren. In Zukunft werden erneuerbare und kohlenstoffarme Gase als Partner von erneuerbarem Strom eine zentrale Funktion in unserem Energiesystem einnehmen. Für die Akzeptanz der Gesellschaft und die Produktivität der Wirtschaft spielt die Energieversorgungssicherheit über Energieträgergrenzen hinweg und deren Entwicklungen eine maßgebliche Rolle. Die sichere Versorgung ist mit anderen Zielen zusammen zu denken. Es gilt dabei das strategische Zieldreieck aus Versorgungssicherheit, Klimaneutralität und Wettbewerbsfähigkeit zu erreichen. Gasbasierte Moleküle im Energiesystem leisten einen entscheidenden Beitrag dazu, eine resilientere Energieversorgung zu erreichen, die auch zu mehr Energiesouveränität führt, da das Potenzial der Erneuerbaren Energien sowohl für die Strom- als auch die Wasserstofferzeugung ausgenutzt werden kann.
Jederzeit und schnell verfügbar, vielseitig einsetzbar und ressourcenschonend in der Herstellung: Biogas und Biomethan sind wichtige Bausteine der Energieversorgung von heute und morgen. Biogas wird in Biogasanlagen durch den mikrobiellen Abbau von organischem Material gewonnen. Je nach eingesetztem Substrat und Verfahren besitzt es einen Methananteil von 50–75 Vol.-%. Biogas wird zumeist direkt vor Ort zur Strom- und Wärmeerzeugung in speziell dafür ausgelegten Blockheizkraftwerken genutzt. Als Substrat werden beispielweise nachwachsende Rohstoffe, Gülle, organische Reststoffe und Bioabfälle genutzt. Bei der Verbrennung von Biogas wird Kohlenstoffdioxid freigesetzt, welches zuvor von den Pflanzen während ihres Wachstums aufgenommen wurde. Dieser Prozess ist Grund dafür, dass kein zusätzliches CO2 in die Atmosphäre gelangt.
Biomethan entsteht durch die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid und anderen Reststoffen aus dem Biogas. So aufbereitet enthält das Biomethan – vorher Biogas – einen Methananteil von mindestens 96 Vol.-%. Dadurch ist Biomethan chemisch fast identisch zu konventionellem Erdgas und kann problemlos und unbegrenzt in das bestehende Gasnetz eingespeist werden, um Heiz- oder Prozesswärme zu erzeugen oder grünen Strom zu produzieren. Als Kunde können Sie Tarife mit einer Beimischung von Biomethan wählen, neben 100 Prozent stehen zum Beispiel auch Tarife mit Beimischung von 10 Prozent und mehr zur Verfügung. Die derzeit in Betrieb befindlichen Heizungssysteme können Biomethan problemlos verwerten, da es dieselben chemischen und brenntechnischen Eigenschaften wie fossiles Erdgas aufweist.
Synthetisches Methan wird durch chemische Prozesse hergestellt. In diesem Verfahren wird Wasserstoff mit Kohlendioxid (CO₂), z. B. aus industriellen Prozessen im Methanisierungsprozess zu Methan umgewandelt. Das resultierende synthetische Methan (CH₄) ist chemisch nahezu identisch mit Erdgas und kann in das Erdgasnetz eingespeist oder als Kraftstoff genutzt werden.
Als grünes Methan bezeichnet man synthetisches Methan, das durch chemische Prozesse aus erneuerbaren Energien via Power-to-Gas-Technologien hergestellt wird. In diesem Verfahren wird grüner Wasserstoff mit Kohlendioxid (CO₂) aus der Luft im Methanisierungsprozess zu Methan umgewandelt. Das resultierende synthetische Methan (CH₄) ist chemisch nahezu identisch mit Erdgas und kann ebenfalls in das Erdgasnetz eingespeist oder als Kraftstoff genutzt werden.
Die Bundesregierung hat sich für die Energiewende ehrgeizige Ziele gesetzt. Ohne den bedeutsamen Beitrag der Energieträger Biogas und Biomethan sind diese – auch mit Blick auf Klimaschutz und Versorgungssicherheit – kaum zu erreichen. Im Jahr 2024 wurden etwa 80 Prozent der Erneuerbaren Energie für Wärmebereitstellung aus Biomasse erzeugt (Quelle: Umweltbundesamt (UBA) auf Basis AGEE-Stat – Stand 02/2025 ). Allein aus Biogas werden 10 Prozent des erneuerbaren Stroms bereitgestellt. Hinzu kommt die Nutzung von Biomethan im Strom- und Verkehrssektor. Mehr zu Biogas und Biomethan finden Sie hier.
Derzeit erzeugen in Deutschland etwa 9.000 Biogasanlagen Biogas bspw. für den Betrieb von Blockheizkraftwerken bspw. zur Erzeugung von Strom – 48,6 Terawattstunden (TWH) Strom in 2024 (Quelle: Umweltbundesamt (UBA) auf Basis AGEE-Stat Stand 02/2025). Sie liefern damit Strom für mehr als 13 Millionen Haushalte und decken rund 10 Prozent des deutschen Stromverbrauchs ab. Hinzu kommt die erzeugte Wärme und Kälte aus Biogas in Höhe von rund 22 Terawattstunden in 2024 (Quelle: Umweltbundesamt (UBA) auf Basis UBA, AGEE-Stat: „Zeitreihen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deitschland Stand 02/2025).
Wasserstoff ist das häufigste chemische Element auf der Erde. In unserem Sonnensystem besteht 75 Prozent der gesamten Masse aus Wasserstoff, im gesamten Weltall wird sogar ein noch höherer Anteil vermutet. Sämtliche lebende Organismen und beinahe alle organischen Verbindungen bestehen zum Teil aus Wasser, der Verbindung von Wasser- und Sauerstoff.
Wasserstoff kann Energie speichern und wieder freigeben, ohne dabei CO2 auszustoßen. Insbesondere wenn die gespeicherte Energie erneuerbar ist, werden so klimaschädliche Emissionen vermieden. Chemisch enthält eine Tonne Wasserstoff eine Energiemenge von 33 Megawattstunden (MWh). Das entspricht dem durchschnittlichen jährlichen Stromverbrauch von 11 Drei-Personen-Haushalten in einem Mehrfamilienhaus. Wasserstoff kann entweder direkt genutzt werden, z. B. in Industrieprozessen oder im Wärmemarkt.
Ein erfolgreicher Wasserstoffhochlauf ist entscheidend für die Transformation des Energiesystems und für die Transformation industrieller Prozesse. Denn rund 1,8 Mio. industrielle und gewerbliche Kunden und zudem fast jeder zweite Haushalt in Deutschland sind an das Gasverteilnetz angeschlossen. Das Netz muss deshalb in die künftige Wasserstoffwirtschaft eingebunden werden, um den Industriestandort Deutschland klimaneutral und zukunftsfest zu machen.
Wasserstoff kann auf zwei Arten zum Endverbraucher gelangen: in Reinform oder als Beimischung zum derzeit noch fossilen Erdgas. Verschiedene Untersuchungen, Forschungs- und Praxisprojekte an häuslichen und gewerblichen Bestandsanlagen zeigen, dass eine Wasserstoff-Beimischung von bis zu 20 Vol.-% im Erdgas oder Biomethan mit gegebenenfalls geringen Anpassungen möglich ist.
Bei einer Umstellung auf 100 Vol.-% Wasserstoff wird in der Regel ein Umstellset für die jeweilige Gasanwendung benötigt. Die erforderlichen Umstellsets befinden sich von den Herstellern in der Entwicklung und sind bereits für die kommenden Jahre als verfügbar angekündigt. Sie sollen mit geringem Arbeitsaufwand die Umstellung auf den Betrieb mit reinem Wasserstoff ermöglichen.
Die Betreiber der Transportleitungen haben ein reines 9.000 Kilometer langes sog. „H2-Kernnetz“ geplant. Rund 60 Prozent dieser Strecke sollen durch die Umstellung bestehender Erdgasleitungen entstehen, während 40 Prozent neu gebaut werden müssen. Zudem haben auch die Verteilnetzbetreiber wegweisende Pläne für die Umstellung vorgelegt und zeigen, wie das Zusammenspiel von überregionaler H2-Versorgung durch das Kernnetz und dezentraler H2-Erzeugung in einzelnen Verteilnetzgebieten vor Ort zu einer erfolgreichen Dekarbonisierung der Gasversorgung führen wird. Mehr zu Wasserstoff finden Sie hier.
Wie die Umstellung des Gasnetzes gelingen wird
Im Zuge der Elektrifizierung und weiteren Effizienzgewinnung werden zahlreiche Prozesse und Anwendungen in allen Sektoren künftig energetisch optimiert. Daher ist davon auszugehen, dass in diesen Bereichen zukünftig geringere Gasmengen genutzt werden. Allerdings existieren weiterhin verschiedene Anwendungsbereiche, in denen die Nutzung von Wasserstoff und Biomethan als zusätzliche Lösungsoption eine robuste Transformation hin zur Klimaneutralität absichern kann und muss. Angesichts der hohen Innovations- und Transformationsdynamik besteht an vielen Stellen noch keine endgültige Gewissheit darüber, welche Energieträger in welchen Anwendungen wann und in welcher Menge eingesetzt werden. Durch die bessere und auch langfristigere Speicherbarkeit von gasförmigen Energieträgern und die großen Energiemengen, die durch die Gasinfrastruktur transportiert werden können, werden gasförmige Energieträger aber auch zukünftig von großer Bedeutung sein.
Mehr als die Hälfte des deutschen Energieverbrauchs – rund 1.389,9 Terawattstunden (2023) – fließen in die Wärme- bzw. Kälteerzeugung, d. h. die Energie wird fürs Heizen oder für bestimmte Industrieprozesse benötigt (Quelle: AG Energiebilanzen, eigene Berechnung Stand 11 / 2024). Entsprechend hoch ist das Einsparpotenzial in diesem Sektor. Die Wärmeversorgung in Deutschland basiert derzeit noch zu einem großen Teil auf Erdgas. Die steigende Verfügbarkeit und der Einsatz erneuerbarer und kohlenstoffarmer Gase werden perspektivisch eine kontinuierliche Verringerung der CO2-Emissionen ermöglichen. In den kommenden Jahren wird voraussichtlich immer mehr grüner Wasserstoff aus Deutschland, Europa und weiteren Regionen der Welt zu sinkenden Kosten verfügbar sein. Europaweit sollen zudem Erneuerbare Energien beschleunigt ausgebaut und Elektrolyseure zur Erzeugung von grünem Wasserstoff in immer größeren Leistungsklassen errichtet werden. Darüber hinaus können auch zusätzliche Mengenpotenziale von Biogas und Biomethan zeitnah aktiviert werden.
Eine effiziente Wärmewende kann nur durch das Zusammenspiel verschiedener Heiztechnologien und Energieträger ermöglicht werden. Dazu gehört auch der Energieträger Wasserstoff. Im gewerblichen Bereich ist bis heute der Gas-Brennwertkessel das am weitesten verbreitete Heizsystem in Deutschland. Auch künftig werden Gas-Heizsysteme verwendet werden, welche mit erneuerbaren und kohlenstoffarmen Gasen wie Biogas, Biomethan und Wasserstoff betrieben werden. Auch dezentrale Blockheizkraftwerke, die gleichzeitig Wärme und Strom erzeugen, werden zunehmend an Bedeutung gewinnen. Ergänzend wird auch die Nutzung von Hybridsystemen (elektrische Wärmepumpe und Gasheizung) für die Wärmewende notwendig sein sowie auch umstellbare H₂-ready-Brennwertgeräte.
Im industriellen Bereich sind für niedrige und mittlere Temperaturbereiche eine Elektrifizierung der Wärmebereitstellung wahrscheinlich. Eine vollständige Elektrifizierung der Prozesswärme in bestimmten Produktionsprozessen ist aber aufgrund technischer Voraussetzungen nicht zu erwarten. Für diese Prozesse stellt Wasserstoff eine Option der Dekarbonisierung dar. Der Großteil der Wasserstoffmengen im Bereich der industriell-gewerblichen Endverbraucher wird allerdings für eine stoffliche Verwertung benötigt werden. Viele Unternehmen aus Industrie und Gewerbe betreiben zudem insbesondere für die Strom- und Wärmeerzeugung eigene Kraft-Wärme-Kopplungs-(KWK)-Anlagen. Die Hälfte der industriellen Stromerzeugung fußt gegenwärtig noch auf Erdgas. Auch hier kann eine Verwendung von Wasserstoff sinnvoll sein, um die Energieversorgung des Standorts abzusichern. Schon heute werden diese Anlagen vermehrt H2-Ready und als flexible Spitzenlastkraftwerke ausgelegt. Ein direkter Austausch von Erdgas zu Wasserstoff ist mit Anpassungen technisch möglich.
Die Verbrennung von Erdgas (CNG und LNG) als gasförmiger Energieträger verursacht weniger Emissionen im Vergleich zu flüssigen Kraftstoffen: Erdgasfahrzeuge haben einen um rund 25 Prozent geringeren CO2-Ausstoß als ein Benziner. Mit der Nutzung von Biogas lassen sich die CO2-Emissionen sogar um bis zu 97 Prozent verringern. Im Vergleich zu einem Dieselfahrzeug entstehen 95 Prozent weniger Stickoxide.
Diese gute Bilanz wird sich noch weiter verbessern: Bereits heute wird dem Kraftstoff Erdgas ein wachsender Anteil von erneuerbarem Biogas beigemischt. An fast allen CNG-Zapfsäulen kann bereits heute reines Biogas und damit ein zu 100 Prozent erneuerbarer Kraftstoff getankt werden. Auch im Schwerlast- und Schifffahrtsverkehr sorgt Erdgas für eine bessere Klimabilanz: LNG (verflüssigtes Erdgas) reduziert den Stickoxid- und Feinstaubaustoß gegenüber Diesel und Schweröl.
Auch Wasserstoff wird in den kommenden Jahren eine wichtige Rolle für die Mobilität der Zukunft spielen. Im Vergleich zur Verbrennung fossiler Kraftstoffe werden beim Antrieb von Bussen, Lkw, Flugzeugen und Schiffen mit Brennstoffzellen lokal keine Emissionen freigesetzt. Anstelle fossiler Kraftstoffe tanken die Verkehrsmittel reinen Wasserstoff. Wasserstoff wird mithilfe einer Brennstoffzelle in Strom umgewandelt, wodurch ein Elektromotor betrieben wird. Ein Wasserstoffauto ist daher – ähnlich wie ein Elektrofahrzeug – ohne nennenswerte Motorengeräusche und zudem abgasfrei unterwegs. Denn aus dem „Auspuff“ wird nur Wasserdampf ausgestoßen. Deutschlandweit gibt es circa 150 Wasserstofftankstellen. Eine Übersicht über die deutsche Tankstellenlandschaft von Bio-CNG, Bio-LNG und Wasserstoff gibt es hier auf der Deutschlandkarte Wasserstoff und Biogas.
Wasserstoffderivate – häufig als eFuels bezeichnet wie Ammoniak, Methanol oder eBenzin/eKerosin – können einen wichtigen Beitrag zur Verkehrswende leisten. Dies gilt besonders in jenen Bereichen, in denen direkte Elektrifizierung technisch oder wirtschaftlich schwer umsetzbar ist – etwa im Flug- und Schiffsverkehr. Als synthetische Kraftstoffe auf Basis von grünem Wasserstoff ermöglichen sie, bestehende Verbrennungstechnologien und Infrastrukturen weiter zu nutzen und dabei die CO₂-Emissionen deutlich zu verringern oder nahezu vollständig zu vermeiden. Zentral hierfür ist neben dem Wasserstoffbezug vor allem die Frage der Herkunft des Kohlenstoffs, welcher z. B. über Direct Air Capture (DAC) oder Industriepunktquellen gewonnen werden kann. Damit bieten eFuels eine praktikable Übergangslösung für den Bestand an Flugzeugen und Schiffen, bis der technische Fortschritt so weit ist, völlig klimaneutrale Alternativen zu bieten.
Bereits heute leisten Gase einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Auf dem Weg zur Klimaneutralität in Deutschland wird der Anteil von erneuerbaren und kohlenstoffarmen Gasen in den nächsten Jahren deutlich zunehmen. Denn mit der bereits bestehenden Gasinfrastruktur können Gase wie Biomethan und Wasserstoff von A nach B transportiert und flächendeckend lokal vor Ort genutzt werden. Die Beimischung von Wasserstoff ist bis zu gewissen Mengen bereits heute für Netze und Geräte realisierbar.
Alles über die Umstellung von L-Gas auf H-Gas und die betroffenen Gebiete
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