Infowelt Energie

Das Erdgasnetz als Speicher für grünes Gas

Die Gewinnung und Nutzung von grünem Gas ist eine Säule der Energiewende. Doch dies stellt neue Anforderungen an den Transport und die Speicherung, um die Versorgung mit Strom zu sichern. Hier spielt das Erdgasnetz eine tragende Rolle – genauso wie die Technologie Power-to-Gas (P2G).

Erneuerbare Energien

Der Anteil an erneuerbarer Energie in Deutschlands Energieerzeugungsmix besteht bereits aus rund 55 Prozent. Ein Beispiel ist Biogas, das ganzjährig verfügbar ist. Anders verhält es sich mit wetterabhängigen Energien wie Sonne und Wind, die natürlichen Schwankungen unterliegen. Wird hier zu viel produziert, müssen Anlagen abgeschaltet werden. So ist das Interesse an Lösungen zur Versorgungssicherheit groß.

Eine Idee, den dezentral erzeugten Strom in grünes Gas umzuwandeln, ist Power-to-Gas. Die regenerative Energie stammt aus Windkraftanlagen, schwimmenden Windrädern und Solaranlagen. Der Nutzen: Das Gas bietet die Möglichkeit des Transportes und der Speicherung mittels des Erdgasnetzes.

Überschüssige Energie in Form von Gas speichern

Eine wichtige Basis für die Energiewende ist es, dass Verbraucher rund um die Uhr erneuerbaren Strom beziehen können. Dafür sind Energiespeicher Voraussetzung. Zum einen in Form von dezentralen kleinen Systemen für Selbstversorger zu Hause. Zum anderen in Großspeichersystemen, die garantieren, dass der Strom für viele Haushalte fließt.

Eine Technologie, die es möglich macht, ist Power-to-Gas. Dabei wird der überschüssige Strom aus den erneuerbaren Energien in Gas umgewandelt. Dieses kann dann über die bereits vorhandenen Erdgasleitungen transportiert sowie gespeichert und vielseitig verwendet werden. Der Effekt wäre eine Dekarbonisierung – das heißt die Wärmeversorgung, Mobilitätsanwendungen und Prozesse der Industrie kohlenstofffrei zu realisieren.

Das Verfahren hinter Power-to-Gas

Wie aus Power – sprich erneuerbarer Energie – Gas wird, ist recht einfach. Das Verfahren kennt man aus dem Chemieunterricht: Aus dem überschüssigen Strom der erneuerbaren Energie wird Wasser (H2O) mittels Elektrolyse in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) gespalten.

Der Wasserstoff kann direkt ins Erdgasnetz eingespeist werden. Er ist aber durch Methanisierung zu Methan weiter verarbeitbar. Dabei werden der gewonnene Wasserstoff (H2) und Kohlendioxid (CO2), das zum Beispiel als Abgas in einer Bio-Erdgasanlage entsteht, mittels Synthese zu Methan. Auch andere Verwendungen von Wasserstoff sind möglich: ob als Energiequelle, für die Brennstoffzelle als Alternative für fossilen Kraftstoff, als Kühlmittel oder als Dünger.

Das synthetische Gas unterscheidet sich kaum vom natürlichen Erdgas und kann ebenso eingesetzt werden. Es wird auch erneuerbares Erdgas (CH4) genannt.

Vier Vorteile von Power-to-Gas

1. Energieform nach Bedarf

Durch die Power-to-Gas-Technologie kann Strom auch für die Wärmeerzeugung genutzt werden. Bei Bedarf kann das Gas zudem über Kraft-Wärme-Kopplung zurück in Strom gewandelt werden.

2. Große Kapazität: Erdgasnetz

Methan lässt sich zudem problemlos speichern und transportieren. Dafür hat das deutsche Erdgasnetz immense Kapazitäten. Es verfügt über eine Gesamtlänge von rund 530.000 Kilometern für Transport und Verteilung. Das Speichervolumen liegt bei über 24 Mrd. m² Arbeitsgas, das die 50 Untertage-Gas-Speicher an 40 Standorten in Deutschland aufnehmen können. Damit nimmt die deutsche Gas-Wirtschaft europaweit die Spitzenposition ein. Alleine in den Speichern des unterirdischen Gasnetzes kann der komplette deutsche Strombedarf für mehrere Monate „gelagert“ werden.

3. Wertvolle Langzeitspeicher

Doch nicht nur die Kapazität der Speicherung wäre von Vorteil, sondern auch die Dauer. Denn das besondere an der Power-to-Gas-Technologie ist, dass sie auf lange Zeit Energie speichern kann. Mehrere Tage oder Wochen sind kein Problem – und genau das macht diese Technologie im Vergleich zu anderen so wertvoll für die Energiewende.

4. Mobile Energiewende

Abgesehen davon kann der gewonnene Wasserstoff für Brennstoffzellen-Fahrzeuge eingesetzt werden. Mit Wasserstoff könnte man dann zum Beispiel weiter an einem Stück fahren als mit einem Elektroauto und einfach überall schnell und unproblematisch auftanken. So kann die erneuerbare Energie auch auf die Straßen gebracht werden.

Das Vattenfall Fazit: Vereinte Power zur Energiewende

Ob dezentrale oder zentrale Energieversorgung – für die Energiewende werden Transport- und Speichersysteme für den Strom benötigt. Die Power-to-Gas-Technologie ist hier eine interessante Lösung. Denn die Nutzung des vorhandenen Erdgasnetzes spart Kosten, die für den Ausbau einer alternativen Infrastruktur anfielen. Letztlich wird es aber nicht nur ein bestimmtes Projekt oder eine Technik geben. Viele verschiedene werden ihre Berechtigung finden. Deren Zusammenspiel wird die Energieversorgung der Zukunft sichern. Bis es soweit ist, sollte aber auch das Bestmöglichste aus den vorhandenen Energiequellen herausgeholt werden – wie zum Beispiel aus dem Erdgas mit seinen umweltfreundlichen Aspekten.

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Fotos: 1) Jennie Pettersson/Vattenfall, 2) Steve Pope/Vattenfall, 3) Jorrit Lousberg/Vattenfall.