Lange haben verschiedenste Experten das sogennante Power-to-Gas-Verfahren (Strom zu Gas) als Lösung für die Speicherprobleme der Energiewende gespriesen. Ihr Kalkül: Ökostrom ließe sich in Methangas umwandeln und im Gasnetz speichern. Herrscht Flaute oder ist der Himmel bewölkt, füttert der Erdgas-Ersatz einfach ein Kraftwerk, das den Ökostrom ersetzt.
In der Theorie klang das bestechend. Kürzlich aber erteilten die Analysten des Freiburger Öko-Instituts in einer Studie solchen Träumen eine harrsche Absage. Die Freiburger kritisieren, dass das Verfahren der Umwelt kein Kohlendioxid (CO2) entziehe, denn das für die Methanherstellung nötige Treibhausgas komme meist aus Kraftwerken.
Außerdem, schreibt das Öko-Institut weiter, sei der Wirkungsgrad der aufwendigen Umwandlung von Strom zu Gas und wieder zu Strom mit 30 bis 50 Prozent zu niedrig und der ganze Prozess deshalb zu teuer. Denn zur Methanproduktion wird mit Wind- oder Sonnenstrom per Elektrolyse Wasserstoff aus Wasser erzeugt, der dann mit dem CO2 verbunden wird. Das Ergebnis ist Methan.
Wirkungsgrad auf das Optimum erhöhenMit Helmeth ist jetzt ein Entwicklungsprogramm der Europäischen Union angelaufen, das den Wirkungsgrad des Prozesses auf stolze 85 Prozent steigern soll. Maximal möglich sind 90 Prozent. Koordiniert wird Helmeth von Dimosthenis Trimis vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).
Für ihn ist klar: Im Erdgasnetz könne indirekt die gesamte Menge an Wind- und Solarstrom gespeichert werden, die in Deutschland in mehreren Monaten erzeugt werden, und das ganz ohne den Bau von gesonderten Speichern.
Entwicklungspartner sind Wissenschaftler der Universität Turin, der Technischen Universität Athen und das Dresdner Unternehmen Sunfire. Dieses bringt die sogenannte Hochtemperatur-Elektrolyse in die Kooperation ein, die den Wirkungsgrad bereits deutlich verbessert. Die Temperatur in diesem Prozess liegt bei 800 Grad Celsius.
Das Besondere an dem Verfahren: Ein Teil der für die Elektrolyse benötigten Energie soll beim Methanisierungsprozess - in dem Wasserstoff mit CO2 verbunden wird - abgezwackt werden. Der läuft bei einer Temperatur von 300 bis 700 Grad Celsius ab.
Bisher entweicht überschüssige Wärme bei der Methanisierung einfach in die Umwelt. Ganze zwanzig Prozent der eingebrachten Energie gehen zudem bei der Umwandlung von Wasser in Wasserstoff durch Abwärme verloren. Experten sehen in der Abwärme (auch in Industrieprozessen) schon lange eine vernachlässigte Energiequelle.
Die Helmeth-Entwickler wollen in ihrer Anlage jedes Quäntchen Hitze nutzen und so den Wirkungsgrad des Gesamtprozesses bei der Herstellung von Methan auf 85 Prozent hochkitzeln.
„Mit einem so hohen Wirkungsgrad macht die Power-to-Gas-Technologie einen entscheidenden Schritt hin zur Wirtschaftlichkeit“, ist sich Trimis sicher. Mit einer Demonstrationsanlage, die in Karlsruhe gebaut werden soll, wollen die Forscher beweisen, dass das Verfahren funktioniert. Die EU fördert das Projekt mit 2,5 Millionen Euro.
