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Ökostrom

Der vergessene Speicher

Das Erdgasnetz als Speicher? Es konserviert einen Stromüberschuss für Monate.

Der vergessene Speicher Der vergessene Speicher
ENERGLOBE.DE, Denny Rosenthal

Das Erdgasnetz bietet einen wichtigen Puffer, um künftig überschüssigen Ökostrom zu konservieren. Es besitzt 3.000 Mal mehr Speicherkapazität als deutsche Pumpspeicherkraftwerke. Forscher arbeiten daran, dass das Gasnetz als kommerzieller Stromspeicher in vier Jahren genutzt werden kann – eine energetische sinnvolle Rückverstromung ist jedoch nur durch Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen möglich.

Die Lösung eines Problems liegt manchmal so nah, dass man sie nicht gleich sieht. Das gilt möglicherweise auch für Stromspeicher: Das deutsche Erdgasnetz ist ein flächendeckendes Transportsystem mit über 400.000 Kilometern Länge und es speichert heute bereits eine thermische Kapazität von rund 220 Terawattstunden. „Das sind elektrisch 120 Terawattstunden, die den Strombedarf unseres Landes für über zwei Monate decken“, so Michael Sterner im Videointerview mit ENERGLOBE.DE. Der Ingenieur leitet den Bereich Energiewirtschaft und Systemanalyse am Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) und schaut sich derzeit nach Investoren für das Projekt um. Um die starken Schwankungen bei Ökostrom künftig im großen Maßstab zu konservieren, gebe es nur eine Option: das Erdgasnetz, betont Sterner.

Wirtschaftliche Anwendung ab 2014 geplant

Neben dem IWES untersucht auch das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg (ZSW) dieses Thema. Ihr Know-how stellten die beiden Institute dem Salzburger Unternehmen Solar Fuel zur Verfügung, das selbst die Kosten für eine Demonstrationsanlage trug und versucht, die Technik in den Markt zu bringen. Die 250 Kilowattstunden-Anlage steht auf dem Gelände des ZSW in Stuttgart. Der nächste Schritt ist die Umsetzung einer über 20 Mal größeren 6-Megawatt-Anlage. „Die Kosten liegen bei rund 15 Millionen Euro“, so Solar-Fuel-Vertriebschef Stephan Rieke. Die Anlage soll im Auftrag eines Kunden gebaut werden und Ende 2012 in Betrieb gehen. „Mit der Kommerzialisierung rechnen wir ab Ende 2014 durch die nachfolgende Anlagengeneration.“

Durch Elektrolyse wird in der Anlage Strom und Wasser zu Wasser- und Sauerstoff umgewandelt. Aus Wasserstoff kann dann durch eine chemische Reaktion mit CO2 Methan erzeugt werden, also ein künstlich hergestelltes Erdgas. „Methan hat den Vorteil, dass es die bestehende Erdgasinfrastruktur inklusive vorhandener Speicherkapazitäten problemlos nutzen kann“, heißt es in einem Bericht des Forschungsverbandes Erneuerbare Energien.

Richtlinie zur Einspeisung anpassen

Die politischen Rahmenbedingungen müssen aber noch nachgebessert werden. Erneuerbares Methan und Biomethan sollten bei der Einspeisung in das Gasnetz gleichgestellt werden, so Rieke. „Diese Richtlinie im Rahmen des Energiewirtschaftsgesetzes wäre schnellstens anzupassen, um Investitionssicherheit für diese notwendige Speichertechnologie zu erzielen.“ Es sei zudem sinnvoll, die Vergütung nach dem Strombedarf zu richten, fügt Rieke hinzu, denn so könnten Spitzen abgemildert werden. Die Zeit drängt, denn die Bundesregierung verfolgt ehrgeizige Ausbaupläne in ihrem Energiekonzept vom September 2010: Bis 2020 soll der Anteil von Ökostrom in Deutschland auf 30 Prozent am Bruttostromverbrauch steigen. Dieser Anstieg erfordert mehr Speicher, um die schwankende Stromproduktion von Sonne und Wind auszugleichen.

Man unterscheidet Kurzzeitspeicher wie Pumpspeicherkraftwerke und Langzeitspeicher wie Wasserstoff und Methan, beide Speicherarten sind enorm wichtig. Die Kapazitäten für Pumpspeicher in Deutschland sind mit 40 Gigawatt nur sehr gering vorhanden und laut Experten aufgrund der geologischen Gegebenheiten fast komplett ausgeschöpft. Um Strom saisonal oder zumindest über mehrere Wochen zu speichern, bieten sich Wasserstoff und Methan an, die auch als Treibstoffe für Mobilität eingesetzt werden können.

Gesamtbilanz im Auge behalten“

Doch jede Umwandlung kostet Energie. „Die Gesamtbilanz sollte deshalb immer im Auge behalten werden“, empfiehlt Marc Hall im Gespräch mit ENERGLOBE.DE. Er ist Geschäftsführer von Bayerngas und im Vorstand des Branchenverbandes BDEW. Es sei problemlos möglich, überschüssigen Strom als Wasserstoff direkt dem Erdgas beizumischen, solange er den Fünf-Prozent-Anteil nicht übersteigt.

Bei reiner Rückverstromung von Gas zu Strom bleiben laut Forschern nur knapp 35 Prozent der Energie erhalten, zwei Drittel gehen verloren. Das hört sich dramatisch an, relativiert sich jedoch: „Das entspricht dem Wirkungsgrad eines älteren Kohlekraftwerks“, so Hall. Dennoch sei es sinnvoller das Gas zu verbrauchen als wieder zurückzuwandeln. Eine intelligente Kommunikation von Erdgas- und Stromnetz könne künftig die Spitzen des Ökostroms glätten, wenn die Windkraft wie geplant ausgebaut wird, sagt Hall. Eine bessere Kommunikation zwischen den Netzen sei deshalb dringend notwendig. In hocheffizienten Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen könne wieder Strom und Wärme aus dem Gas entstehen, „denn sie nutzen immerhin 80 Prozent der zugeführten Energie“.

Weitere Informationen:

Homepage von Solarfuel: solar-fuel.net

Studie der Universität Kassel:
Bioenergy and renewable power methane in integrated 100% renewable energy systems - Limiting global warming by transforming energy systems

»DIE KRISE DER IDEE VON EINER WELTORDNUNG

(IST) DAS ULTIMATIVE INTERNATIONALE

PROBLEM VON HEUTE«

Henry Kissinger,„World Order”, August 2014