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Power-to-Gas

Im zukünftigen Energiesystem sollen Wind- und Solarkraftwerke den Hauptbeitrag bei der Stromversorgung leisten. Dabei müssen große Schwankungen bei der Stromerzeugung ausgeglichen werden. Für den kurzfristigen Ausgleich im Bereich einiger Stunden eignen sich Pumpspeicherkraftwerke. Für den Ausgleich längerfristiger Schwankungen im Bereich von Tagen oder Wochen lassen sich chemische Speicher zum Beispiel auf der Basis von Methan verwenden (→ Speicher).

Das Fraunhofer IWES hat zusammen mit dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) das Konzept „Power-to-Gas" erarbeitet, bei dem überschüssiger Strom aus Erneuerbaren Energien dazu verwendet wird, per Elektrolyse Wasserstoff zu produzieren und diesen in einem zweiten Schritt zusammen mit Kohlendioxid in EE-Methan umzuwandeln. Dieses Gas kann dann ins Erdgasnetz eingespeist werden. Wesentliches neues Element bei diesem Konzept ist die Kopplung von Strom- und Gasnetz, was erhebliche Vorteile mit sich bringt. Im Gegensatz zu anderen diskutierten Speichertechnologien ist die Infrastruktur zur Speicherung von EE-Methan vorhanden. Das deutsche Erdgasnetz umfasst ein Fernleitungsnetz mit einer Länge von 47.000 km sowie Verteilernetze, welche insgesamt aus rund 453.000 km Gasleitungen bestehen. An Speicherkapazität stehen in Deutschland 23,5 Milliarden Kubikmeter in rund 47 Erdgasspeichern zur Verfügung. Das EE-Methan könnte zur Stromerzeugung in Gasturbinen, zur Strom- und Wärmeerzeugung in Blockheizkraftwerken, als Kraftstoff für gasbetriebene Fahrzeuge oder beim Endverbraucher zum Kochen genutzt werden.

Eine wichtige Anwendung für Erdgas ist sein Einsatz im Gasturbinenkraftwerken. Diese Anlagen werden heute in erster Linie zur Deckung von Spitzenlast verwendet, da die Gasturbinen eine hohe Schnellstartfähigkeit besitzen. Diese Flexibilität und die relativ niedrigen Investitionskosten machen die Gaskraftwerken gerade beim weiteren Ausbau der Erneuerbaren Energien unverzichtbar. Wird beim Bau der Gaskraftwerke ein dezentraler Ansatz verfolgt, bieten sich die Stadtwerke als Betreiber dieser Anlagen an. Diese Gaskraftwerke könnten auch in Fern- oder Nahwärmesystem eingebunden werden. Bei diesem dezentralen Ansatz wäre auch der nötige Ausbau der Übertragungsnetze deutlich geringer.

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