Strom wird Gas: Praxistest bestanden

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Wenn der Wind stark weht oder die Sonne intensiv scheint, geraten die Stromnetze an ihre Kapazitätsgrenzen. Stromspeichern ist daher das Gebot der Energiewende. foto: dpa

Deutschlands Stadtwerke sehen in Anlagen zur Speicherung von grünen Energien in Gasform einen Pfeiler der Energiewende. Eine eigene Testanlage beweise das.

energie

von thomas magenheim-hörmann

München – Zur Energiewende führen zwei Pfade: neue Speicherkapazitäten sowie ausgebaute Stromnetze. Die Münchner Thüga-Gruppe als kommunales Dach von rund 100 deutschen Stadtwerken glaubt nun, für die erste Variante einen Durchbruch im industriellen Maßstab erzielt zu haben. Ihre Zuversicht basiert auf einer Anlage, die überschüssigen grünen Strom in Wasserstoff verwandelt und damit energetisch speichert. „Wir konnten eindeutig belegen, dass die Gemeinschaftsanlage in den zurückliegenden drei Jahren Praxisbetrieb alle Belastungstests bestanden hat“, sagt Constantin Alsheimer. Er ist Chef der Frankfurter Mainova, einem der drei größten Thüga-Gesellschafter.

Vor allem die Ausbeute des Prototyps überzeugt. „Von der Stromentnahme bis zur Gaseinspeisung erreicht die Gesamtanlage einen Wirkungsgrad von 77 Prozent“, betont Thüga-Chef Michael Riechel. Damit seien alle Erwartungen übertroffen worden. Weitere Verbesserungen auf knapp 90 Prozent hält Thüga für möglich. Schon jetzt liegt die Strom-zu-Gas-Anlage vom Wirkungsgrad her im Bereich von Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung und deutlich über klassischen Kohlekraftwerken mit rund 30 Prozent oder modernen Gas- und Dampf-Kraftwerken mit rund 60 Prozent. Hohe Umwandlungsverluste waren bisher immer ein Einwand gegen Strom-zu-Gas-Anlagen.

Zulässig sind Vergleiche mit traditionellen Kraftwerken aber nur unter der Voraussetzung, dass der aus überschüssigem Solar- oder Windstrom erzeugte Wasserstoff direkt einem Verwendungszweck zugeführt und nicht weiter umgewandelt wird, weil dadurch zusätzlich Energie verpufft und die Energiebilanz verschlechtert würde. Schon heute wird an Tagen, wo die Sonne intensiv scheint und der Wind heftig weht, mehr erneuerbare Energie erzeugt, als das deutsche Stromnetz verkraftet.

Das heißt, sie könnte erzeugt werden. Oft werden Windräder in solchen Momenten aus dem Wind gedreht, weil das Netz sonst unter dem Überangebot kollabieren würde. Anders sieht es aus, könnte man erneuerbare Energien im großen Stil speichern. Das schafft die Thüga-Anlage. Ihr vielleicht größter Vorteil ist, dass so erzeugter grüner Wasserstoff kostengünstig in bestehende Gasverteilnetze eingespeist werden kann. Die sind zwar mit Erdgas und dessen Hauptbestandteil Methan gefüllt. Wasserstoff kann man aber mit bis zu einem Zehntel Anteil problemlos beimischen.

Wenn besondere Anlagen wie eine Gastankstelle in der Nähe eines Einspeisungsorts am Gasnetz hängen, reduziert sich der Anteil auf zwei Prozent. In jedem Fall wäre die bestehende Gastnetz-Infrastruktur in der Lage, bis 2020 und darüber hinaus anfallende Überschüsse aus Solar- und Windparks aufzunehmen und zu transportieren, heißt es bei Thüga. Eine andere Möglichkeit wäre, grünen Wasserstoff weiter zu Methan zu verarbeiten oder ihn zurück in Strom zu verwandeln.

In der ersten Variante wären die Speichervolumina dann völlig unbegrenzt, aber es gäbe in beiden Fällen weitere Umwandlungsverluste. Wissenschaftlich abgesichert sei nun, dass reversible Speicher wie die Strom-zu-Gas-Anlage auf dem Frankfurter Mainova-Gelände ein wichtiger Baustein der Energiewende seien, betont Alsheimer. Als sie 2014 in Betrieb gegangen ist, war sie die weltweit erste Demonstrationsanlage ihrer Art. 13 Unternehmen der Thüga-Gruppe haben in diesem Projekt ihr Know-how gebündelt, um die Praxistauglichkeit der Technologie zu prüfen.

Dabei wurde die Anlage während ihres Live-Betriebs auch virtuell mit Wind- und Solaranlagen sowie einem Blockheizkraftwerk und dem Stromverbrauch zu einem intelligenten Stromnetz (smart grid) zusammengeschaltet. Auch diesen Test sieht Thüga deshalb als bestanden an. Die Anlage könnte ihre Energie sogar als Primärregelleistung am Markt anbieten, was besondere Zuverlässigkeit und Netzsicherheit attestiert.

Derartige Koppelung von Strom und Gas führe zu deutlicher Entlastung der Stromnetze und verringere deren energiewendebedingten Ausbaubedarf, heißt es bei der Thüga-Gruppe. Bestätigt fühlt man sich auch durch eine Studie der Unternehmensberatung Enervis, die mehrere Pfade der Vernetzung von Strom und Wärme bis 2050 analysiert hat. Im Fokus standen Versorgungssicherheit und Kosten. Demnach ist Erdgas bis 2040 die kosteneffizienteste Kohlendioxid-Vermeidungsstrategie bei Wärmeerzeugung und bis 2050 ein kosteneffizienter sowie kohlendioxidarmer Energieträger für Reserve-Gaskraftwerke. Strom-zu-Gas sei die derzeit aussichtsreichste Langzeitspeicherlösung für erneuerbare Energien, findet Alsheimer. Deshalb müsse die neue Bundesregierung nach der Wahl ein schlüssiges Konzept zu deren bundesweiter Entwicklung vorlegen.

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