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Energiespeicher

„Power to Gas“ : So funktioniert's

„Power to Gas“ ist eine innovative Systemlösung für die Energiewende, bei der erneuerbarer Strom in Wasserstoff bzw. Methan umgewandelt wird.

Eine deutsche Forscherkooperation hat eine vielversprechende Technologie entwickelt, um erneuerbare Elektrizität in Methan umzuwandeln. Der Name des Forschungsprojekts lautet „Power to Gas“, zu deutsch: Energie zu Gas. Seit 2009 läuft beim Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung in Stuttgart (ZSW) erfolgreich eine großangelegte Pilotanlage. Die Technik dafür hat das ZSW gemeinsam mit der SolarFuel und dem Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) ausgetüftelt.

In Deutschland gibt es derzeit über 20 Forschungs- und Pilotanlagen. Die Projekte haben unterschiedliche Schwerpunkte und Ziele. Bei allen geht es darum, die technische Machbarkeit zu demonstrieren, Standardisierung und Normierung zu erreichen, die Kosten zu senken und Geschäftsmodelle zu erproben.

Infografik: Power to gas -
Infografik: Power to Gas (zum Vergrößern bitte klicken).

So wird Strom zu Gas

Und so wird „Power“ zu Gas: Strom spaltet in der Elektrolyse Wassermoleküle in ihre Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff. Der Wasserstoff wird in Katalysatoren durch eine chemische Reaktion mit Kohlendioxid angereichert, Methan entsteht - ausnahmsweise mal eine sinnvolle Verwendung für den Klimakiller CO2.

Natürliches Erdgas enthält 85 bis 98 Prozent Methan. Im Unterschied zu Strom und Wasserstoff ist das künstlich erzeugte Methan langfristig lagerfähig. Als Speicher steht die bestens ausgebaute Erdgasinfrastruktur zur Verfügung: „Das Erdgasnetz besitzt eine riesige Speicherkapazität. Es kann bis zu 25 Prozent des jährlichen Erdgasbedarfs Deutschlands speichern“, erklärt Ulrich Zuberbühler, Projektleiter des ZSW.

Wird die Energie aus dem Gasspeicher benötigt, kann man das Methan wie herkömmliches Erdgas in Gaskraftwerken verfeuern und damit wieder Strom produzieren. Es ist aber auch auf andere Weise sinnvoll einsetzbar: Zur Wärmeversorgung von Häusern oder als Treibstoff für Erdgasautos.

Eckpfeiler der Energiewende

Das erste Unternehmen, das die neue Technologie in industriellem Maßstab in die Praxis umsetzt, ist der Ingolstädter Automobilkonzern Audi. Seine Pilotanlage im emsländischen Werlte für „e-gas“ ging Mitte 2013 in Betrieb. Audi produziert dort mit Strom aus Windkraftanlagen und CO2 aus einer Biogasaufbereitungsanlage Methan, das ins Erdgasnetz eingespeist wird und als umweltfreundlicher synthetischer Kraftstoff eine Flotte von 1500 A3 g-tron mit einer jährlichen Fahrleistung von 15.000 km versorgen kann.

Als künftigen „Eckpfeiler der Energiewende“ lobt Prof. Jürgen Schmid, Leiter des IWES, die „Power-to-Gas“-Technologie: Das Gasnetz als Stromspeicher könne einen Versorgungsengpass von bis zu zwei Wochen überbrücken.

Allerdings: Derzeit sei das Verfahren noch nicht wirtschaftlich, betonen Forscher des ZWS, wirklich ausgereift wohl erst in einigen Jahren. Etwa 40 Prozent der Energie gingen bei der Umwandlung von Strom zu synthetischem Erdgas verloren. So wird es wohl noch ein wenig dauern, bis „Power to Gas“ in großer Bandbreite zum Einsatz kommen wird.


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