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Energiespeicher Erdgasnetz

Strom aus regenerativen Energiequellen steht in dem Ruf nur unregelmäßig zur Verfügung zu stehen. Das ist pauschal gesehen zwar Unsinn, Wasserkraft steht kontinuierlich zur Verfügung, ähnlich sieht es mit Biogas aus. Bei der Photovoltaik und der Windkraft gibt es prinzipbedingt zweifellos Spitzen und Senken der Produktion. Die Problematik, die sich daraus ergibt, besteht aber nur vor dem Hintergrund der Grundlastdominanz. Wir sind es einfach gewöhnt, dass es große Kraftwerke (u.a. AKW und Kohle), die gleichmäßig durchlaufen. Die unsteten Gesellen Sonne und Wind machen es den Netzbetreibern da schwerer. Im Grunde ist es aber wie im Zoo, wer sich hinter den Gittern befindet ist eine Frage des Betrachtungswinkel. Mit der selben Entrüstung, die gegen die Unkalkulierbarkeit der Erneuerbaren gewettert wird, kann man der Grundlastfraktion auch Trägheit vorwerfen.

Die entscheidende Frage bleibt aber, wie man die Energiewende zustande bringt. In Bezug auf die regenerativen Energiequellen muss man nach Möglichkeiten suchen, die Spitzen zu entschärfen und die Senken auszugleichen. Idealerweise muss die überschüssige Energie gespeichert werden, um sie dann bei Bedarf wieder ins Netz abzugeben. Ein Beispiel dafür sind Pumpspeicherkraftwerke, überschüssigen Strom nutzen um Wasser in ein höher gelegenes Becken zu pumpen. Von dort aus stürzt es dann wieder nach unten und treibt Turbinen an. Aktuell gibt es davon 29 Stück in der BRD (sieben in Bayern), das größte davon, das Pumpspeicherwerk Goldisthal in Thüringen, leistet 1 Gigawatt und wurde 2003 in Betrieb genommen. Pumpspeicherkraftwerke sind bewährt und robust, haben aber den entscheidenden Nachteil, dass sie stark in die Natur eingreifen. Zudem sind es i.d.R. große Anlagen, die eigentlichen der Vergangenheit angehören sollten, Sichwort dezentrale Energieversorgung.

Statt neue Reservoirs zu bauen, könnte man einfach bestehende Nutzen. Ein Kandidat dafür ist das Erdgasnetz. Die Fraunhofergesellschaft geht davon aus, dass sich im Gasnetz über 200 Terrawattstunden Energie speichern lassen, das entspräche dem Verbrauch von mehreren Monaten. Zum Vergleich: Die Kapazität des Stromnetzes, also der existierenden Speicherkraftwerke, beträgt 0,04 Terrawattstunden.
Damit aus Strom Erdgas und dann bei Bedarf wieder Strom wird, müssen natürlich neue Anlagen errichtet werden. Zum einen die Gaserzeuger, die erst mittels Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen und dann den Wasserstoff in Methan umwandelt. Das Zauberwort heißt in dem Zusammenhang Sabatier-Prozess, bei dem Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan und Wasser reagieren: H2 + CO2 -> CH4 + H2O
Das dafür notwendige Kohlendioxid kann z.B. aus einem Verbrennungsprozess (Hackschnitzel-Kraftwerk) stammen oder aus dem Gärprozess einer Biogasanlage.

Das Methan kann problemlos ins bestehende Gasnetz eingespeist werden, da Erdgas zu mindestens 80% aus Methan besteht. Die Umwandlung von Erdgas in Strom ist dann wieder bewährte Technik und geschieht mit Gasturbinen, die im Zuge der Energiewende nötig werden. Zusätzlich sind auch Schwarmkraftwerke denkbar. D.h. in den Wohnhäusern stehen Blockheizkraftwerke, die mit Erdgas einen Verbrennungsmotor betreiben, der wiederrum einen Generator antreibt. Die Abwärme kann für die Heizung und Warmwassererzeugung verwendet werden. Daneben lässt sich Methan natürlich auch weiter als Energieträger für konventionelle Heizungen und Verbrennungsmotoren in Autos verwenden.

Weil ein Video das Thema vielleicht etwas klarer ins Licht rückt, dieser Beitrag von ZDF.Umwelt aus dem vergangen Jahr:

Morgen findet die erste Klimaschutzkonferenz statt, bei der ein regionales Klimaschutzkonzept für den Wirtschaftsraum Augsburg erarbeitet werden soll. Dafür muss ich mir noch ein paar Informationen über Hydridkraftwerke zurechtlegen und was ist da besser geeignet als ein Blog.

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5 Antworten auf Energiespeicher Erdgasnetz

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  2. Stefan R. sagt:

    Wie sieht es denn mit dem Wirkungsgrad aus? Das ganze hin und her kostet doch sicher jede Menge Energie.

  3. @Stefan R:
    Das kalkuliere ich gerade, komme aber nicht so recht auf einen grünen Zweig. Wenn ich das Gutachten des IWES als Grundlage nehme. Schätze ich bei Strom -> Wasserstoff -> Methan -> Strom auf 34%. Nutzt man zusätzlich auch die Abwärme der Stromerzeugung, verbessert sich der Wirkungsgrad auf 48%. Das setzt allerdings voraus, dass man die Wärme auch nutzen kann. In diesen Mini-/Micro-/Sonstwas- BHKW ist das immer so eine Sache. Im Winter klappt es wunderbar, im Sommer muss man dann zusehen wie man die Abwärme an die Umwelt abgibt, damit der Generator überhaupt laufen kann.
    Zum Vergleich: Pumpspeicher kommen auf 70 – 85%, das ist schon eine andere Größenordnung. Die Frage ist halt, wie sich der technische Wirkungsgrad monetär auswirkt. Im Moment ist es ja so, dass erneuerbare Energien Vorrang im Netz haben. Wenn die Windräder rotieren und die Sonne scheint müssen die Netzbetreiber den Strom abnehmen. Machen sie das nicht, etwa weil sie ein Problem mit der Netzauslastung haben, müssen sie dem Anlagenbetreiber trotzdem so bezahlen, als wenn der Strom abgenommen wird. Wenn sie jetzt die Möglichkeit haben, den Strom zu puffern, ergibt sich eine finanzielle Entlastung weil nicht mehr doppelt bezahlt werden muss. Den Vorteil kann man dann als Subventionen beim Bau nutzen und/oder bei Hybridkraftwerken eine höhere Einspeisevergütung zahlen. Dezentrale Energieerzeugung spart auch Kosten beim Netzausbau, das Geld wäre dann auch frei.
    Wie das im Detail dann zu bewerten ist und welche politischen Absichten verfolgt werden, steht natürlich auf einem anderen Blatt. Aber wenn Gundremmingen B 2017 vom Netz soll, müssen wir und im Landkreis schleunigst ein paar Gedanken machen.

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