Das Erdgasnetz als Speicher für Ökostrom

Sonnen- und Windenergie sind die zentralen Bausteine der Energiewende. Doch haben die Erneuerbaren Energien ein großes Problem: Weil sie vom Wetter abhängig sind, ist die Ökostrom-Erzeugung nicht planbar. Eine wirtschaftliche Speicherlösung muss her, um bei günstiger Witterung grünen Strom speichern und ihn bei Flaute und Dunkelheit abrufen zu können.

Derzeit decken erneuerbare Energien 38 Prozent des deutschen Strom-Bedarfs, bis zum Jahr 2035 sollen es nach dem Willen der Bundesregierung mindestens 55 bis 60 Prozent sein. Während Windparks und Solaranlagen weiter ausgebaut werden, bleibt die zentrale Herausforderung bestehen: Die Erzeugung der erneuerbaren Energien schwankt je nach Wetterlage stark. Wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint, müssen konventionelle Kraftwerke einspringen. Bei Starkwind und Sonnenschein hingegen droht die überschüssige Energie die Netze zu überlasten.

Batterien in Größenordnungen, die diese überschüssige Energie speichern könnten, gibt es nicht. Pumpspeicherwerke sind zwar technisch ausgereift, für die Speicherbecken werden aber weite Flächen mit großen Höhenunterschieden benötigt. In Deutschland gibt es dafür nur wenige geeignete Standorte. Damit die Energiewende gelingen kann, sind also andere Speicher-Lösungen gefragt. 

„Power to Gas“ ist so ein innovativer Ansatz: Dabei soll das vorhandene deutsche Erdgasnetz als riesengroßer Speicher genutzt werden. Der überschüssige Strom wird dazu durch Elektrolyse und Methanisierung in synthetisches Erdgas umgewandelt und in das Netz eingespeist. Bei Windflaute und Tagen ohne Sonnenschein können aus dem gespeicherten synthetischen Gas in hocheffizienten Gas- und Dampfturbinenkraftwerken Strom und Wärme entstehen. Die Infrastruktur für diese Speicherlösung gibt es auch in Osthessen schon: Hier betreibt die RhönEnergie Fulda leistungsfähige Netze, in denen Gas transportiert und gespeichert sowie Strom verteilt werden kann.

Erste Versuchseinrichtungen gibt es bereits. Bis „Power to Gas“ jedoch in großem Maße wirtschaftlich genutzt werden kann, ist noch einiges an Forschungsarbeit zu leisten. Dazu hat die Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) 2011 die Strategieplattform „Power to Gas“ ins Leben gerufen. Dabei treiben Fachleute aus verschiedenen Bereichen die innovative „Strom zu Gas“-Idee mit Hochdruck voran.

Wenn die Lösung dann marktreif ist, braucht es für die Umsetzung vor Ort Energie-Experten. Die RhönEnergie Fulda ist dafür gerüstet.

In zwei Schritten vom Ökostrom zum synthetischen Erdgas

Die Umwandlung von Ökostrom zu synthetischem Erdgas erfolgt in zwei Schritten.

Im ersten Schritt wird mit der Energie des elektrischen Stroms Wasser aufgespalten in Wasserstoff und Sauerstoff. Diese Elektrolyse ist längst erprobt und ausgereift. Der dabei gewonnene Wasserstoff kann zum Teil sogar direkt im Gasnetz gespeichert werden.

Für eine größere Speicherlösung muss in einem zweiten Schritt jedoch Methan als sogenanntes synthetisches Erdgas entstehen. Dazu reagiert Kohlendioxid bei großer Hitze mit dem im ersten Schritt gewonnenen Wasserstoff zu Wasser und Methan.

Das Kohlendioxid stammt dabei z. B. aus industriellen Prozessen, konventionellen Kraftwerken oder der Aufbereitung von Biogas. Die Methanisierung muss für eine Nutzung im „Power-to-gas“-System jedoch noch optimiert werden.

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