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Vielversprechend: Der Baustein Power-to-Gas

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13.09.2017

Bis 2025 könnten die ersten biologischen Power-to-Gas-Anlagen bis zu einem Gigawatt am Netz sein. Doch dafür müssten Energiewirtschaft und Politik jetzt zusammenfinden.

Entgegen den guten Vorsätzen aus dem Pariser Klimaschutzabkommen stiegen die energiebedingten CO2-Emissionen in Deutschland im ersten Halbjahr 2017 gegenüber dem gleichen Vorjahreszeitraum um knapp fünf Millionen auf 428 Millionen Tonnen, so die Berechnungen der Initiativen Agora Energiewende und Agora Verkehrswende. Deutschland wird nach jetzigem Stand seine Klimaschutzziele für 2020 verfehlen.

Die Zeit drängt. Gesucht werden sektorverbindende Lösungen, die zu einer schnellen und bezahlbaren Vermeidung von CO2 führen. Besonders vielversprechend ist der Bau biologischer Power-to-Gas-Anlagen. Dort wird aus Strom aus erneuerbaren Energiequellen durch Elektrolyse Wasserstoff erzeugt. Dieser wird dann gemeinsam mit CO2 in einem Bioreaktor zu Methangas in Erdgasqualität umgewandelt. Einmal in das Erdgasnetz eingespeist, könnte das Gas zeit- und ortsunabhängig und zudem völlig flexibel verwendet werden - für Wärme, Rückverstromung oder weiterverarbeitet als Kraftstoff im Mobilitätssektor.

Kritiker bemängelten in der Vergangenheit, dass die Technologie noch in den Kinderschuhen stecke und kaum wirtschaftlich zu betreiben sei. Das sehen führende Technologieanbieter anders. Kommerzielle Power-to-Gas-Anlagen mit zehn oder 50 Megawatt wären technisch sofort umsetzbar. Bis 2025 könnten sogar biologische Power-to-Gas-Anlagen im Umfang von bis zu einem Gigawatt am Netz sein, heißt es beim Unternehmen Electrochaea aus Planegg bei München.

Alle können profitieren

Das wäre gut für die Gaswirtschaft. Die Einspeisung des CO2-neutralen Wind- und Sonnengases könnte die eigene CO2-Bilanz kurz- und mittelfristig verbessern und verhindern, dass der Energieträger auf das energiepolitische Abstellgleis verschwindet. Auch strategisch ist die Hinwendung zum regenerativen Gas eine wichtige Option. Denn es ist absehbar, dass die Tage fossiler Energieträger trotz politischer Rückzieher gezählt sind, egal ob Erdöl, Kohle oder Erdgas. Dafür muss nicht einmal die Klimapolitik bemüht werden. Ein Blick auf die Energiegestehungskosten zeigt, dass bereits heute Strom aus Wind- und Solarenergie in einigen Ländern billiger ist als Power aus fossilen Energieträgern. Und die Preise fallen weiter. Für die Erdgaswirtschaft bedeutet das: Langfristig wäre durch die stufenweise Erhöhung des grünen Methangases im Erdgasmix eine geordnete und schrittweise Umstellung von fossilem Erdgas auf Wind- und Sonnengas möglich, ohne die auf Jahrzehnte angelegten Investitionen in die Gasinfrastruktur in Milliardenhöhe zu gefährden. Gerhard König, Sprecher der Geschäftsführung des Unternehmens Wingas, regt daher auch ein "integriertes Miteinander von erneuerbaren Energien und traditionellen Energieträgern" an, anstatt gegeneinander zu arbeiten.

Auch die Erzeuger erneuerbarer Energie würden von einer biologischen Power-to-Gas-Lösung profitieren. Stünde ihnen doch mit dem Erdgasnetz Deutschlands einziger nationaler Langzeitspeicher zur Verfügung, mit einer aktuellen Kapazität von rund 220 Terawattstunden, der bei Bedarf auf 500 Terawattstunden erweiterbar wäre. Die bislang nicht geklärte Speicher- und Transportfrage ist eine der großen Bremsen beim Ausbau der Erneuerbaren. Zur Größeneinordnung: Der Stromverbrauch in Deutschland 2016 belief sich auf 525 Terawattstunden. Das Problem, dass an wind- und sonnenreichen Tagen zu viel Strom produziert wird und dann zur Stabilisierung des Netzes Wind- und Solarkraftwerke abgeschaltet werden müssen, wäre gelöst. Und die paradoxe Situation, dass der Verbraucher für Kompensationsleistungen des EEG Geld für Strom ausgeben muss, der gar nicht produziert wird, würde somit ebenfalls in das Kuriositätenkabinett der Geschichte eingehen. Noch fehlt aber ein zündendes Signal aus Berlin: wie zum Beispiel die Anerkennung von Power-to-Gas-Energie als grüne Energie.

Ortswechsel: Die Flüssigkeit, die in dem gläsernen Bioreaktor durcheinandergewirbelt wird, erinnert an einen grünen Smoothie. Es sind Milliarden Archaeen. Das sind anaerobe Urzeit-Mikroorganismen, die geschäftig ihrer Arbeit nachgehen und Wasserstoff und CO2 in reines Biomethan umwandeln. Der Reaktor steht in einem Labor in München-Planegg, ist etwas größer als ein Dampfkochtopf und wird von Electrochaea betrieben. Das Unternehmen hat sich auf die biologische Herstellung von Methangas aus nicht direkt nutzbarem Wind- und Sonnenstrom spezialisiert und verfügt über die leistungsstärksten Mikroorganismen am Markt. Damit konnte Electrochaea 2016 die weltweit erste 1-Megawatt-Power-to-Gas-Anlage erfolgreich in Dänemark in Betrieb nehmen. Geschäftsführer Mich Hein: "Mit den richtigen Partnern aus der Energiewirtschaft und dem Anlagenbau könnten wir sofort hochskalieren. Zunächst auf Anlagen mit zehn, dann 50 Megawatt Leistung, in Summe bis zu einem Gigawatt. Wir müssen auf lange Sicht in großen Maßstäben denken." Je größer die Systeme werden, desto wirtschaftlicher sind sie. Ein einziges 50-Megawatt-System zur Biomethanisierung könnte pro Jahr bereits 400 Gigawatt elektrischer Energie in Gasform speichern. Das entspricht etwa dem Jahresverbrauch von 13000 Haushalten.

Das große Energierad drehen

Electrochaea ist momentan am Bau von Anlagen in der Schweiz und in den Vereinigten Staaten beteiligt. Eine 10-Megawatt-Anlage wird in Ungarn entstehen. Und Deutschland? Amerikaner Hein zeigt auf eine Deutschland-Karte und zieht zwei Linien von Flensburg bis an den Bodensee und von Aachen bis Görlitz: "Deutschland verfügt mit 505000 km Erdgasleitungen über ein bestens ausgebautes Erdgasnetz." Für den Wirtschaftsmanager ist es schon "irgendwie verrückt" dass dieses Infrastruktur-Juwel noch nicht für die Speicherung und den Transport von Wind- und Sonnenenergie eingesetzt wird. "Die Technologie funktioniert, die Infrastruktur steht, jetzt müssen wir gemeinsam am großen Energierad drehen."

Von Anja Steinbuch

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"Frankfurter Allgemeine Zeitung" Nr. 213