Eine weitere Hürde auf dem Weg zur Marktfähigkeit der Power-to-Gas-Technik ist überwunden: Am 30. Oktober 2012 hat das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) eine Forschungsanlage mit einer elektrischen Anschlussleistung von 250 kW eingeweiht.
Die vom Bundesumweltministerium geförderte Anlage wandelt Strom in Wasserstoff und Methan um. Mit einer Methanproduktion von bis zu 300 m3/d ist sie die größte Anlage ihrer Art weltweit und zehnmal leistungsstärker als die drei Jahre zuvor am ZSW entstandene Versuchsanlage (Bericht von TGA Fachplaner). Damit rücken die Wissenschaftler aus Stuttgart unmittelbar an die industrielle Anwendung der neuen Stromspeichertechnologie heran.
Optimieren zum Hochskalieren auf 1 bis 20 MW
Während des Betriebs wollen die ZSW-Forscher mit ihren Kollegen vom Fraunhofer IWES und der Firma SolarFuel die Technologie weiter optimieren. Das Hochskalieren künftiger Power-to-Gas-Anlagen im energiewirtschaftlich relevanten Bereich von 1 bis 20 MW soll dadurch erleichtert werden. Eine Bewertung des künftigen Speicherbedarfs ist ebenfalls Gegenstand der FuE-Arbeiten.
Forschungsanlage arbeitet bereits intermittierend
Die 250-kW-Anlage besteht aus einem alkalischen Druckelektrolyseur, einer Methanisierungseinheit sowie dem Prozessleitsystem für die Steuerung und Regelung. „Unsere Forschungsanlage arbeitet dynamisch und intermittierend. Im Gegensatz zur ersten Anlage kann sie flexibel auf das rasch wechselnde Stromangebot aus Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen und auf plötzliche Unterbrechungen reagieren“, erklärt Dr. Michael Specht, Leiter des ZSW-Fachgebiets Regenerative Energieträger und Verfahren und einer der Väter der neuen Technologie. „Das ist eine Bedingung künftiger Energiesysteme mit einem hohen Anteil erneuerbaren Stroms.“ Ein weiterer Vorteil für die Anwendung: Die Steuerungs- und Regelungstechnik entspricht der Technik künftiger industrieller Großanlagen.
2013 wird eine 6-MW-Anlage gebaut
Das nächste Kapitel der Power-to-Gas-Erfolgsgeschichte soll 2013 im niedersächsischen Werlte aufgeschlagen werden. SolarFuel errichtet dort im Auftrag der Audi AG eine 6-MW-Anlage, mit der die Stufe der industriellen Anwendung avisiert wird. Die Erfahrungen aus der 250er-Forschungsanlage des ZSW werden auch in das e-gas-Projekt des Ingolstädter Konzerns einfließen.
Ökostrom ins Erdgasnetz
Der Ökostromanteil im deutschen Stromnetz wächst schnell (Bericht von TGA Fachplaner). Das stellt das Energiesystem vor neue Aufgaben: Bei einem hohen Anteil von Wind- und Sonnenenergie schwankt die Strommenge je nach Wetterlage stark. Schon heute kann in manchen Regionen überschüssiger Ökostrom nicht mehr in das Stromnetz eingespeist werden (2009: ca. 74 GWh; 2010: ca. 127 GWh). Zwischen 2020 und 2030 sind deutschlandweit in bestimmten Jahreszeiten überschüssige Stromleistungen im GW-Bereich zu erwarten. Ohne Langfristspeicher mit hohen Kapazitäten, die bis dahin aufgebaut werden müssen, können die künftigen Überschüsse dem Verbraucher für Zeiten ohne Wind und Sonne nicht zur Verfügung gestellt werden. Eine Speicherung über lange Zeit und mit großem Volumen bieten die chemischen Speichermedien Wasserstoff und Methan. Nur sie sind lange ohne Verluste lagerfähig und können in das große, gut ausgebaute deutsche Erdgasnetz eingespeist werden. ■
