Siemens-Entwickler arbeiten an neuen Elektrolyseuren
Ohne Langzeitspeicher wird eine Zukunft auf Basis erneuerbarer Quellen schwierig:
Solarstrom und
Windkraft hängen von Witterung sowie Tages- und Jahreszeit ab und stehen daher in schwankender Menge zur Verfügung. Je größer ihr Anteil an der Stromproduktion ist, desto stärker schwankt das Energieangebot. Doch müssen sich Angebot und Nachfrage die Waage halten, damit die Stromnetze stabil bleiben. Speicher können Überschüsse aufnehmen und sie bei Bedarf wieder abgeben.
Power-to-Gas-Anlagen könnten daher zu einem wichtigen Eckpfeiler der künftigen Energieversorgung werden. Immer dann, wenn zum Beispiel Solarparks zu viel Elektrizität produzieren, wird diese in Elektrolyseure umgeleitet. Dort spaltet der Strom Wasser in Sauerstoff- und Wasserstoffgas. In einem zweiten Schritt wird der Wasserstoff in speziellen Reaktoren mit Kohlendioxid zusammengeführt, sodass daraus Methan entsteht, der Hauptbestandteil von natürlichem Erdgas.
Geplant sei, so Solarfuel-Ingenieur Stefan Rieke, die Anlagen in zwei bis drei Jahren als kleine Einheiten mit zehn bis 20 Megawatt (MW) Leistung auf den Markt zu bringen. "So können sie dezentral direkt an Solar- und Windstandorten eingesetzt werden", sagt Rieke. Die Bundesregierung verbindet große Hoffnung mit der Technik. Spätestens in fünf bis sechs Jahren müsse Power to Gas zu einem strategischen Anwendungsfaktor werden, fordert der neue Bundesumweltminister Peter Altmaier (CDU).
Damit hat auch die gebeutelte Fotovoltaikbranche in Deutschland eine gute Perspektive. Nach ZSW-Schätzungen können sich die Solarstromkosten dank effizienterer Zellen und besserer Produktionen bis 2020 halbieren. Dennoch ist ein Argument gegen den weiteren kräftigen Ausbau der
Solarenergie, dass Sonnenkraftwerke nur um die Mittagszeit Strom liefern. Daher werden neue konventionelle Kraftwerke gefordert, die in die Bresche springen, wenn die Sonne nicht scheint. Power-to-Gas-Anlagen würden Solarenergie regelbar und diese Neubauten überflüssig machen.
C02 aus der Flasche
Allerdings ist die Technik noch zu teuer. ZSW-Forscher Brinner schätzt, dass sich die Anlagen erst mit steigenden Stückzahlen in zehn Jahren wirtschaftlich betreiben lassen. Augenscheinlich ist außerdem das Problem mit der Effizienz, denn über die Schritte des Power-to-Gas-Verfahrens addieren sich die Einbußen. Wenn der Ökostrom über das Gas gespeichert und rückverstromt wird, gehen insgesamt zwei Drittel der Energie verloren. Auch die Beschaffung des für die Methanisierung nötigen Kohlendioxids könnte sich als Stolperstein erweisen. Bei dem Stuttgarter Projekt wird CO2 in Flaschen angeliefert. Für künftige Vorhaben müssen aber wesentlich größere Mengen billig verfügbar sein. Erwogen wird zum Beispiel, Kohlendioxid aus Kohlekraftwerken zu nutzen. Doch das könnte wiederum dem grünen Image der Technik schaden.