Studie: Gas aus Windkraft ermöglicht 100 Prozent Öko-Strom

Studie: Gas aus Windkraft ermöglicht 100 Prozent Öko-Strom

von Angela Schmid

Mit sogenanntem Windgas, also Gas aus überflüssigem Strom, könnte eine 100-prozentige Energiewende gelingen.

Bei starkem Wind und Sonnenschein wird Strom im Überfluss produziert. Ihn zu speichern, ist bislang auch mit den geeinten Kapazitäten von Batterien, Wärme- und Pumpspeichern kaum möglich. Aber es gibt ja auch die Möglichkeit, mit überflüssigem Strom Methan zu erzeugen, das sogenannte Power-to-Gas-Verfahren (P2G).

Die Anlagen dazu werden immer größer und könnten möglicherweise eine 100prozentige Versorgung mit Strom aus erneuerbaren Energien ermöglichen. Dies hat eine Studie der Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher (FENES) an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH) und des Berliner Analyseinstituts Energy Brainpool im Auftrag von im Auftrag von Greenpeace Energy ergeben.

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Werden konventionelle Kraftwerke nun doch auf Sicht überflüssig? Bis 2050 könne man eine komplette Versorgung aus P2G erreichen - und damit bis zu 18 Milliarden Euro im Stromsystem einsparen. Die Startinvestitionen in sogenannte Windgas-Anlagen wären damit der letzte große Kostenpunkt der Energiewende. Ohne dieses Verfahren  sei hingegen eine Stromerzeugung zu 100 Prozent aus Erneuerbaren nicht erreichbar.

Bei P2G wird Strom aus Wind- und Solaranlagen per Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt. Auf diese Weise kann der Strom im Erdgasnetz gespeichert werden. Theoretisch stünde dafür das gesamte deutsche Gasnetz von rund 400.000 Kilometern Leitung mit zahlreichen unterirdischen Gasspeichern bereit. Alternativ kann der Wasserstoff auch für den Antrieb von Brennstoffzellen in Autos verwendet werden.

P2G braucht höheren WirkungsgradKlingt gut. Hat aber einen Haken: Die P2G-Technologie ist aufwendig und teuer. Erste Anlagen gibt es zwar bereits. Die meisten haben aber noch Pilotcharakter und sind kaum wirtschaftlich. Mit einem Wirkungsgrad von 50 – 70 Prozent ist die Technologie noch wenig überzeugend - zu viel Strom muss aufgewendet werden, damit am Ende Methan entsteht. Das soll sich aber ändern.

Der Wirkungsgrad werde auf über 80 Prozent steigen: „Mit zunehmender technologischer Reife wird Windgas immer kostengünstiger werden", ist Marcel Keiffenheim von Greenpeace Energy überzeugt. „Damit diese für die Energiewende zentrale Technologie ihr Potenzial entfalten kann, müssen nun aber faire Marktbedingungen geschaffen werden."

Ohne eine bahnbrechende Speichertechnologie wird sich die Energiewende tatsächlich kaum realisieren lassen. Mit dem Ausbau von Wind und Sommer werden die Stromüberschüsse stark zunehmen und 2050 nach Berechnungen von Greenpeace bis zu 154 TWh pro Jahr betragen. Bislang geht Wind- und Solarstrom, der gerade nicht verbraucht oder vom Netz aufgenommen werden kann, einfach verloren.

Die Speicher sind noch nicht so weitUm aus überschüssigem Strom Wasserstoff herzustellen, müssen jedoch laut Studie maximal 134 Gigawatt an P2G-Anlagen gebaut werden. Der Bedarf sinkt, wenn bis dahin andere und vielleicht günstigere Möglichkeiten zum Ausgleich der schwankenden Produktion erneuerbarer Energien wirtschaftlich sind – wie etwa Batteriespeicher oder eine bessere Steuerung der Stroms über Smart Grids.

Einzige Alternative wäre zurzeit die Nutzung der skandinavischen Wasserkraft, wofür jedoch ein erheblicher Netzausbau in den entsprechenden Ländern notwendig wäre.

Mit P2G lassen sich auch lange „Dunkelflauten“ - also Phasen mit wenig Wind oder Sonneneinstrahlung – überbrücken. „Die heute vorhandenen Speicherkapazitäten im Erdgas-System reichen theoretisch aus, um den deutschen Strombedarf für mehr als drei Monate zu decken", erklärt Professor Dr.-Ing. Michael Sterner von der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg. „Keine andere Speichertechnologie in Deutschland hat dafür ausreichende Kapazitäten, dazu ist Windgas über Zeiträume von zwei Wochen hinaus günstiger als jeder andere Speicher."

Als Langzeitspeicher werde Windgas aber in jedem Fall unverzichtbar sein, so Keiffenheim: „Damit die Technologie verfügbar sein wird, wenn wir sie brauchen, müssen allerdings zügig regulatorische Hemmnisse abgebaut werden, die Investitionen in Windgas heute häufig erschweren." Dazu gehört eine einfachere Genehmigung von Windgas-Projekten, besserer Zugang zu Regelenergie-Märkten und die Möglichkeit, überschüssigen Windstrom zum tatsächlichen Marktwert beziehen zu können.

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