Download als pdf, 2,4 MB - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

2.5.2 Neue Speichertechnologie - „Power to Gas“
gute Standorte für Geothermie-Anlagen gibt und auch die Biomassenutzung begrenzt ist, werden in
Zukunft die größten Zuwächse bei Wind- und Solaranlagen erwartet. Vor allem Windparks auf hoher
See sind angedacht 203 .
Es gilt also, die starken Schwankungen in Griff zu bekommen. Bereits heute kann es bei einem
Überangebot von Wind- und Solarstrom zu Problemen kommen, da das lokale Netz den Strom aufnehmen
und verteilen muss. Im Moment ist die einzige Lösung das Abregeln von Windkraftanlagen,
was bedeutet, dass weniger Strom produziert wird, als möglich wäre. Im Jahr 2010 betrug die
Ausfallarbeit, also die Jahresarbeitsmenge, die nicht eingespeist wurde, 127 GWh 204 .
Mit dem immer größer werdenden Anteil an erneuerbaren Energien entsteht also die Notwendigkeit,
große Mengen Strom flexibel zu speichern, damit die Erzeugung und der Verbrauch zeitlich entkoppelt
werden können. Bisher wird Strom in Form mechanischer Energie in Pumpspeicherwerken,
Druckluftspeicherwerken oder Schwungrädern, in Form elektrischer Felder in Kondensatoren und
in Form elektrochemischer Bindungsenergie in Batterien bzw. Akkumulatoren gespeichert. Die einzige
Speichertechnologie, die es erlaubt, große Mengen Strom einerseits über längere Zeiträume,
andererseits flexibel zu speichern, sind Pumpspeicherwerke. Deren Wirkungsgrad liegt bei bis zu
80%. Allerdings ist ein Ausbau aufgrund der geographischen Gegebenheiten in Deutschland nur
mehr sehr beschränkt möglich. Die anderen Speichertechnologien haben entweder zu geringe Wirkungsgrade,
sind für große Energiemengen nicht ausreichend oder sind für langfristiges Stromspeichern
nicht geeignet. Der in Deutschland momentan speicherbare Strom würde für weniger als eine
205 206
Stunde reichen.
Einen möglichen Ausweg würde die Technologie „Power to Gas“ bieten. Dabei wird überschüssiger
Strom aus erneuerbaren Energien in Wasserstoff oder synthetisches Erdgas, also Methan, umgewandelt.
Damit wäre auch eine langfristige Speicherung und ein Transport im Erdgasnetz möglich, so
dass die Energie zu Zeitpunkten mit geringerem Stromangebot aus erneuerbaren Quellen wieder zur
Verfügung steht 207 . Der Strom wird dabei in einem Elektrolyseverfahren in Wasserstoff umgewandelt.
Anschließend kann der Wasserstoff entweder mit Kohlenmonoxid oder -dioxid methanisiert
werden.
Die chemischen Reaktionen sehen wie folgt aus 208 :
Wasserelektrolyse: 2 H 2
O → 2H 2
+ O 2
+ 572 kJ/mol
Methanisierung: 3 H 2
+ CO → C H 4
+ H 2
O − 206kJ/ mol
bzw. 4 H 2
+ C O 2
→ C H 4
+ 2H 2
O − 165 kJ/ mol
203 http://www.powertogas.info/power-to-gas/erneuerbaren-strom-erzeugen.html
204 http://www.bundestag.de/dokumente/analysen/2012/Power_to_Gas.pdf
205 http://www.powertogas.info/power-to-gas/strom-speichern.html
206 http://www.zsw-bw.de/themen/brennstoffe-wasserstoff/power-to-gas.html
207 http://www.powertogas.info/power-to-gas/strom-in-gas-umwandeln.html
208 http://www.powertogas.info/power-to-gas/strom-in-gas-umwandeln.html
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