Power-to-Gas ist eine Möglichkeit elektrische Energie aus Windkraft- oder Solaranlagen zu speichern. Mit diesem Verfahren wird die elektrische Energie chemisch in Wasserstoff oder Methan gewandelt und kann so gespeichert werden. Doch welche Rolle spielt Power-to-Gas nun letztendlich bei der Energiewende? //Von Maxim Abramov und Felix Denkler
Der kürzlich verabschiedete Koalitionsvertrag zwischen CDU/CSU und SPD sieht vor, dass bis zum Jahr 2030 der Anteil an erneuerbaren Energien im Stromsektor von bisher 38 Prozent auf 65 Prozent erhöht werden soll. Doch wie kann die Stromversorgung auch bei Flaute oder wenig Sonnenlicht gewährleistet werden? Eine Antwort auf diese Frage könnte Power-to-Gas (P2G) sein. Das Verfahren wandelt "überschüssige" Energie aus wind- und sonnenreichen Phasen in ein leicht speicherbares Medium. So wird aus Strom Gas, in diesem Fall Wasserstoff oder optional Methan.
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Hierfür wird Wasserelektrolyse genutzt. Dieses Verfahren ist Vielen unter dem Begriff "Knallgasreaktion" schon aus dem Chemieunterricht in der Schule bekannt. Den Prozess entwickelte Sir William Grove bereits im Jahr 1837. Die elektrische Energie wird genutzt, um in einem Elektrolyseur eine Reaktion hervorzurufen und dadurch Wasserstoff zu erzeugen. Gerade an Wasserstoff besteht ein großer Bedarf. Er wird in Industriezweigen wie der Mineralölbranche in großen Mengen benötigt. Weitere Anwendungsgebiete sind Brennstoffzellen, die in Fahrzeugen verbaut werden aber auch als Heiz- und Stromerzeugungsanlagen, sogenannten Brennstoffzellen-Heizgeräten, in privaten Haushalten eingesetzt werden.
Stichwort Klimaschutz
Doch was macht dieses Verfahren so interessant für die Energiewende? Es schafft die Möglichkeit, Wasserstoff für die Industrie aus nicht fossilen Quellen zu gewinnen. Wasserstoff wurde bisher, durch Dampfreformierung, aus Erdgas oder Erdöl gewonnen. Das Verfahren ist, wenn der Strom hierfür ausschließlich aus erneuerbaren Quellen kommt, gänzlich CO2-neutral. Bei der Methanisierung wird aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid Methan erzeugt. Dabei kann das Kohlenstoffdioxid, das bei anderen Prozessen anfällt, verwertet werden. Beispielsweise ist das beim Betrieb einer Kraftwerk-Gasturbine der Fall.
Der Beitrag zur Energiewende
Ein Problem bei regenerativer Energie ist die Abhängigkeit vom Wetter. Die Menge an erzeugter Energie aus Solar- und Windkraftanlagen ist nicht langfristig planbar. Gas kann leichter gespeichert werden, außerdem stehen riesige Speicher in Form von Kavernen, also unterirdischen Höhlen, zur Verfügung. So müssen nicht extra Speicherinfrastruktur wie Akkustationen geschaffen werden. Man könne einfach bereits bestehende unterirdische Hohlräume nutzen, sagt Prof. Stefanie Meilinger vom IZNE, dem internationalen Zentrum für nachhaltige Entwicklung an der Hochschule Bonn Rhein-Sieg.
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Technisch machbar, rechtlich schwierig
Unter diesen Gesichtspunkten spricht eigentlich nichts gegen diese neue Technologie und es müsste etliche Anlagen zur Herstellung von Synthesegas geben. Aber warum ist das nicht so? An den Kosten zur Errichtung einer solchen Raffinerie liegt es nicht. Laut Michael Walter vom deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches - DVGW, scheitere der weitere Ausbau von P2G-Anlagen an den rechtlichen Rahmenbedingungen. Betreiber von solchen Elektrolyseuren müssen einerseits hohe Entgelte für die Nutzung des Stroms zahlen, zum anderen sind sie nach dem Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG) verpflichtet, das erzeugte Gas wieder in das bestehende Gasnetz einzuspeisen, um Vergünstigungen auf den Einkauf des Stroms zu erhalten. Dieser Sachverhalt schließt die anderen Verwendungsgebiete, wie Wasserstoff für Industrie, Privatanwender oder den Mobilitätssektor, praktisch aus.
Power-to -Gas in der Zukunft
Trotz der unklaren Gesetzeslage, ob Betreiber von P2G-Anlagen als Verbraucher oder Erzeuger von Energie gewertet werden und der resultierenden mangelnden Rentabilität, gibt es einige Forschungsprojekte die Versuchsanlagen zur Weiterentwicklung von Power-to-Gas planen oder bereits betreiben. Um die Technologie jedoch erfolgreich zu etablieren und so einen nennenswerten Beitrag zur Energiewende zu leisten, müsse ein Umdenken in der Politik stattfinden und Gesetze wie EEG und EnWG (Energiewirtschaftsgesetz) vereinheitlicht und auf diesem Gebiet klar definiert werden - da sind sich Michael Walter und Stefanie Meilinger einig.
Teaserbild: Windpark Asseln Quelle: https://commons.wikimedia.org
Die Autoren
Maxim Abramov
Felix Denkler
