Power-to-Gas als neue Stromspeichertechnologie

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power-to-gas-stromspeicherDie in Stuttgart ansässige ETOGAS GmbH hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine großtechnische Speicherung von Energie zu verwirklichen, um die wirtschaftliche Versorgung aus erneuerbaren Energien zuverlässig sicherstellen zu können. Bekanntermaßen wird heute ein Großteil an Strom aus Wind- und Sonnenkraft gewonnen. Problematisch ist nach wie vor, dass für eine zuverlässige Speicherung die notwendigen Stromspeicher fehlen. Meistens wird Wind- und Sonnenstrom erzeugt, der aber erst viel später benötigt wird. ETOGAS, früher SolarFuel, ist es in Zusammenarbeit mit führenden deutschen Forschungsinstituten gelungen, erneuerbaren Strom in sogenanntes synthetisches CO2-neutrales Gas zu konvertieren und somit speicherbar zu machen. Dabei ist Methan ein Hauptbestandteil des synthetischen Gases und kann somit direkt in das Erdgasnetz eingespeist werden.

Power-to-Gas als neue Stromspeichertechnologie

Bereits die Natur nutzt beispielsweise die energielosen Rohstoffe CO2 und Wasser für die Speicherung von Sonnenenergie. Mithilfe der Photosynthese wandeln Pflanzen Sonnenlicht in Biomasse um und bilden somit chemisch gespeicherte Energie. Dabei ist der Wirkungsgrad dieser Photon-to-Biofuel in der Natur mit 0,5% nur relativ klein. ETOGAS wandelt mithilfe von elektrischem Strom diese Rohstoffe in Methan um. Dabei wird zunächst in der Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Anschließend wird Wasserstoff mit CO2 zu Methan (CH4) umgewandelt, so dass die Energiedichte um das Dreifache steigt. Hierdurch entsteht ein handelbarer und marktfähiger Energieträger, der direkt in das Erdgasnetz eingespeist werden kann. Der Wirkungsgrad beträgt immerhin 60%. Hinzu kommt noch die Abwärmenutzung. Insoweit wird mit der ETOGAS Power-to-Gas-Technologie eine Energiespeicherung erreicht, die nahe am thermodynamischen Optimum liegt.

Seit November 2009 läuft erfolgreicher Probebetrieb in Stuttgart

ETOGAS konnte einen Prototyp entwickeln, der seit November 2009 mit einer elektrischen Anschlussleistung von 25 kW und einem Wirkungsgrad von 40% einwandfrei bis heute funktioniert. Ohne weitere Optimierungsmaßnahmen läuft diese Anlage, die als CO2-Quelle reine Umgebungsluft nutzt. Diese Anlage wurde in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg entwickelt. Beim erzeugten Produkt handelt es sich um DIN- und DVGW-konformes Erdgas, welches zur direkten Betankung von Serienfahrzeugen eingesetzt wird. Eine weitere Pilotanlage wird derzeit für die AUDI AG gebaut, die eine Anschlussleistung von etwa 6 MW und einem Wirkungsgrad von mehr als 54% erreichten soll. Vorgesehen ist eine Tagesproduktion von rund 4.000 Kubikmeter Methan. Ziel ist eine Erprobung der neuen ETOGAS-Technologien in einem energiewirtschaftlich sinnvollen Maßstab unter realen Bedingungen.

Fossile Energieträger werden vom Ökostrom abgelöst

Bis 2020 wird der Ausbau erneuerbarer Energien mehr als 50% ausmachen. Vorteilhaft ist, dass die Kosten für Solar- und Windstrom im Vergleich zu Gas, Kohle und Öl auf lange Sicht fallen werden. Das Ausbaupotenzial ist enorm und der Energiebedarf kann durchaus aus den nachhaltigen und kohlendioxidfreien Alternativen gedeckt werden. ETOGAS verstetigt, dass durch eine intelligente Einsetzung von Ökostrom Netzengpässe beseitigt werden. Die Produktionsspitzen bei Strom können in speicherbares und erneuerbares Methan konvertiert werden. Das gewonnene synthetische Erdgas steht dann als Ergänzung zu den knappen Bio-Energieträgern übergreifend für Strom, Wärme, Kraft und Elektromobilität zur Verfügung.

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Die Vorteile von Power-to-Gas im Überblick

  • das erzeugte, erneuerbare Methan kann Strom langfristig speichern und ist jederzeit abrufbar,
  • die Aufnahme von größeren Anteilen an erneuerbarem Strom im Energiesystem wird gewährleistet,
  • die gesamte Erdgasinfrastruktur mit ihren großen Kapazitäten ist in der Lage, Energie für Monate vorrätig zu halten.

Insoweit wird das Erdgasnetz zu einer tragenden Säule des erneuerbaren Energiesystems. Es liefert diejenigen Speicher- und Transport-Kapazitäten, die im Stromnetz bislang fehlen.

Bildquelle: © HeiFisch / pixelio – www.pixelio.de

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