Erneuerbare Energien

Neues Power-to-Gas-Forschungsprojekt: Sauberen Strom als Gas speichern

Forschungsverbund untersucht Potenzial und Eignung des Power-to-Gas-Verfahrens für die Energiewende / Bundesumweltministerium fördert zweieinhalbjähriges Projekt.

Ökostrom in Gas umwandeln und dadurch speicherbar machen – das sogenannte Power-to-Gas-Verfahren macht es möglich. Seit Januar wird diese zukunftsträchtige Speichermethode von einem Forschungsverbund aus Unternehmen und Instituten auf ihr Potenzial und ihre Eignung für die Energiewende überprüft. Das zweieinhalbjährige Projekt, das vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) gefördert wird, hat eine enorme Bedeutung für die 100%ige Versorgung Deutschlands mit erneuerbaren Energien. Denn ohne eine Technik, welche die Speicherkapazität und -dauer der heute üblichen Batterien, Pumpspeicher und Co. deutlich übertrifft, kann beim wachsenden Anteil an erneuerbaren Energien langfristig keine stabile Stromversorgung gewährleistet werden.

Die Sonne scheint bekanntlich nur am Tag, der Wind weht manchmal stärker, manchmal schwächer. Dadurch produzieren Windräder und Solaranlagen mal mehr und mal weniger Strom. Um den Strombedarf einer Region zuverlässig und vollständig mit erneuerbaren Energien decken und starke Schwankungen ausgleichen zu können, werden folglich Speicher benötigt. Diese müssen große Energiemengen aus Zeiten hoher Sonneneinstrahlung oder hoher Windgeschwindigkeiten zum Teil über mehrere Wochen speichern und bei Bedarf schnell wieder abgeben können. Eine besonders vielversprechende Speichertechnik ist „Power-to-Gas“ (PtG), die Umwandlung von Strom in synthetisches Erdgas durch Elektrolyse und Methanisierung. Dieses sogenannte EE-Gas kann direkt in das Erdgasnetz eingespeist oder in bereits vorhandenen Kavernen zwischengespeichert werden. So kann es bei Bedarf zeitlich versetzt und an anderen Orten wieder in Strom zurückverwandelt werden.

In dem auf zweieinhalb Jahre angelegten Forschungsprojekt untersuchen die juwi technologies GmbH, das Reiner Lemoine Institut gGmbH (RLI), die RWE Deutschland AG, die ETOGAS GmbH (ehem. SolarFuel GmbH) und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) die Eignung von Power-to-Gas für eine 100%ige Versorgung einer Modellregion aus erneuerbaren Energien. Bei einer Voruntersuchung prüfen die Projektpartner zunächst die Rahmenbedingungen für PtG in der Modellregion, welche technischen Voraussetzungen erfüllt werden müssen und in welchem Maßstab die Technik dort für die Energiewende eingesetzt werden kann. Nach einer ersten Abschätzung des PtG-Potenzials wird anschließend simuliert und optimiert, wie die Modellregion mit Hilfe von PtG vollständig mit Strom aus erneuerbaren Energien versorgt werden kann und welche Anforderungen sich daraus für die Anlagentechnik ergeben.

Im Anschluss wird eine Versuchsanlage aufgebaut, die unter Realbedingungen – voraussichtlich in Morbach im Hunsrück – betrieben wird. In der dortigen Energielandschaft wird bereits heute mehr Strom produziert als die gesamte Gemeinde verbraucht, allerdings muss aufgrund fehlender Speichertechniken teilweise Strom zugekauft werden. Durch PtG könnte der zeitweise Überschuss an Energie gespeichert und bei Bedarf wieder abgerufen werden.

Der Forschungsverbund möchte mithilfe des Projektes darstellen, wie eine 100%ige Versorgung aus erneuerbaren Energien konkret aussehen kann und welche Anforderungen sich an ein zukünftiges Energieversorgungssystem unter Einbeziehung der PtG-Technik ergeben. juwi ist als Projektkoordinator verantwortlich für die Konzeptionierung, Simulation und Optimierung sowie die praktische Umsetzung und wird dabei von ZSW und ETOGAS unterstützt. Das RLI leitet die Voruntersuchung der Modellregion und die Bewertung aus wissenschaftlicher und ökonomischer Sicht, während RWE Deutschland das Konzept aus Sicht eines Netzbetreibers begleitet und bewertet.

(juwi)

Christoph Schroeder

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