Potenzial für Energiewende: Umwandlung als Energiespeicher - Strom wird zu Gas

Potenzial für Energiewende: Umwandlung als Energiespeicher - Strom wird zu Gas

Strom aus Solar- und Windkraft wird im Überfluss produziert. Eine massenhafte Speicherung ist aber bislang kaum möglich. Die Umwandlung zu Gas und zurück könnte den Durchbruch bringen - wenn sie effizienter wird.

Immer mehr Windkraft- und Sonnenenergieanlagen gehen ans Netz. So wird an vielen Tagen im Jahr Strom im Überfluss produziert - teuer und belastend für die Netze. Solange Wind- und Sonnenstrom nicht in großen Mengen gespeichert werden kann, lahmt die Energiewende. Eine Umwandlung des Stroms in Wasserstoff und Methan („power to gas“) könnte da den Durchbruch bringen. Bisher ist die Technik allerdings nicht effizient genug. Am Montag nahm RWE eine Pilotanlage in Ibbenbüren im Münsterland in Betrieb - branchenweit gibt es knapp zwei Dutzend ähnlicher Projekte, die vielfach vom Bund mit Forschungsmitteln unterstützt werden.

Das Verfahren ist simpel und Manchem vielleicht noch aus dem Physik- oder Chemieunterricht in Erinnerung: Mit Strom lässt sich in einer Lösung per Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff trennen. Der Wasserstoff kann in einem zweiten Schritt mit CO2 zu Methan weiterverarbeitet werden, das sich kaum von natürlichem Erdgas unterscheidet. Modernere Elektrolyse-Verfahren wie das in der RWE-Anlage funktionieren mit einer Membran aus einem Material ähnlich wie Teflon.

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Die besten Techniken zum Verwenden und Speichern von Solarstrom

  • Solaranlage

    Liefert bei Sonnenlicht Strom, unabhängig vom Verbrauch. Überschüssiger Strom wird bisher an Netzbetreiber verkauft.

  • Hauselektronik-Managementsystem (HEMS)

    Verteilt Sonnenstrom auf Akku, Wärmepumpe und andere Verbraucher.

  • Akku

    Speichert den tagsüber erzeugten Solarstrom für den Energiebedarf am Abend.

  • Wärmepumpe

    Nutzt Strom aus Sonnenenergie, um Wärme für Heizung oder Wasch-/Duschwasser zu erzeugen.

  • Warmwasserspeicher

    Wird von der Wärmepumpe oder direkt mit überschüssigem Solarstrom beheizt.

  • Variable Verbraucher

    Geräte wie Wasch- oder Spülmaschine werden vom HEMS aktiviert und koordiniert, sobald die Solaranlage genug Strom liefert.

  • Elektroauto

    Speichert am Tag Sonnenstrom im eigenen Akku oder wird am Abend über den Hausakku geladen.

Der Vorteil: Gas lässt sich problemlos speichern und transportieren: Theoretisch stünde dafür das gesamte deutsche Gasnetz von rund 400 000 Kilometern Leitung mit zahlreichen unterirdischen Gasspeichern bereit. Laut dem Gasfachverband DVGW könnte allein in den Speichern der deutsche Strombedarf für 2000 Stunden, also fast drei Monate, in Gasform gelagert werden. Bei Bedarf lässt sich das Gas mit bewährter Technik wieder zu Strom umwandeln. In der RWE-Anlage treibt der Wasserstoff ein Blockheizkraftwerk für das Ibbenbürener Strom- und Fernwärmenetz an. Außerdem kann man den Wasserstoff direkt verbrauchen, um mit Brennstoffzellen Autos anzutreiben, oder in geringerer Menge dem Gasnetz beimischen.

Unabhängig von Strompreisen So werden Sie zum Selbstversorger

Die private Energiewende gewinnt an Fahrt: Kellerakkus werden billiger. Damit wird es endlich wirtschaftlich, selbst produzierten Strom komplett selbst zu verbrauchen. Was die Systeme können und kosten.

Carsten Fischer vor seinem Heim. Er hat viel Geld investiert, um zum Strom-Selbstversorger zu werden. Quelle: Robert Poorten für WirtschaftsWoche

Die Probleme liegen in der Effizienz, denn bisher ist die Technik einfach noch nicht effizient genug. Bei einem Elektrolyse-Wirkungsgrad von rund 70 Prozent ist nach einer anschließenden Rückverstromung schon rund die Hälfte der Energie verloren. Eine weitere Umwandlung in Methan würde noch deutlich mehr Energie schlucken. Außerdem rechnen sich derzeit schon Kraftwerke mit natürlichem Gas nicht - künstlich erzeugtes Gas habe da erst recht keine Chance, sagen Kritiker. Wirtschaftlich arbeitet auch die Anlage des RWE-Konkurrenten Eon im brandenburgischen Falkenhagen nicht.

Die Befürworter der Technik sehen einen Fehler im Kostenvergleich. Ihrer Meinung nach führe dieser in die Irre, da für „Power to gas“ überschüssiger Strom verwendet werden soll - also vor allem die mehreren hundert Gigawatt Windkraft pro Jahr, die derzeit mangels Speicher gar nicht erst gewonnen werden.

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Wenn Deutschland 2050 seinen Energiebedarf zu 80 Prozent aus regenerativen Quellen deckt, gehe an den Gasspeichern ohnehin kein Weg vorbei. Deshalb solle die Politik die Speicheranlagen zumindest als Startanreiz finanziell fördern, sagt der DVGW. Das lehnen Kritiker als Doppelsubventionierung ab, da schon der Strom aus Windkraft und Photovoltaik subventioniert wird.

Interessant ist die Technik derzeit besonders für umweltbewusste Kunden - die unterstützen den Ansatz und das sollen gar nicht mal wenige sein. So fand der Energieversorger Greenpeace Energy, der im Dezember 2014 einen „Pro-Windgas“-Gastarif an den Markt brachte, bis jetzt laut einem Sprecher bereits 10.500 Kunden - trotz eines Preises über Marktniveau mit einem “Innovationsaufschlag“ von 0,4 Cent pro Kilowattstunde für die Weiterentwicklung der Technik.

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