Ausbeute um 60 Prozent gesteigert

Cosyma-Versuchscontainer

Im Jahr 2030 soll der Anteil von erneuerbarem Gas im schweizerischen Wärmemarkt dreißig Prozent betragen – heute liegt er bei etwa einem Prozent. Um die bestehenden Rohgasquellen besser nutzen zu können, arbeiten Energie 360° und das Paul Scherrer Institut (PSI) gemeinsam an einer neuen Power-to-Gas-Technologie, die in einer Demonstrationsanlage erprobt wurde. Im Dauerbetrieb konnte bewiesen werden, dass dieses Verfahren die Anforderungen für eine unbeschränkte Einspeisung in das Gasnetz erfüllt und dass die Produktion von erneuerbarem Gas aus Klär- und Vergäranlagen um 60 Prozent gesteigert werden kann. Dieser Beweis ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg, die ambitionierten Ziele zu erreichen.

Der Anteil von inländischem Biogas im Schweizer Gasnetz liegt derzeit erst bei rund einem Prozent, obwohl die Produktion von Biogas im letzten Jahrzehnt stark zugenommen hat. Bis 2030 gibt es somit noch viel zu tun. Hier setzen der Züricher Energiedienstleister Energie 360° und das PSI an: Rohbiogas, das durch die Vergärung von biogenen Abfällen und in Klärwerken anfällt, besteht zu einem großen Anteil aus Methan. Es enthält aber auch etwa 40 Prozent CO2, das in herkömmlichen Biogasaufbereitungsanlagen vor der Einspeisung ins Gasnetz durch entsprechende Verfahren abgetrennt wird. Wird dieses CO2 mit der Power-to-Gas-Technologie durch Zugabe von Wasserstoff direkt in zusätzliches Methan umgewandelt, könnte die Produktion von erneuerbarem Gas um 60 % gesteigert werden.

Würden sämtliche bestehenden Schweizer Klär- und Vergärwerke, die Biogas produzieren und sich in der Nähe des Gasnetzes befinden, auf Power-to-Gas umgebaut und das Gas ins Netz einspeisen, könnten insgesamt 1.400 Gigawattstunden erneuerbares Gas zusammenkommen, eine Vervierfachung gegenüber den derzeit 308 GWh. Es wäre damit möglich, mehr als 900 Gigawattstunden Strom im Gasnetz zu speichern.

Das vorhandene Potenzial für mögliche Power-to-Gas-Anlagen erstreckt sich in der Schweiz auf fast 100 Anlagen, wobei der größte Anteil (64 Anlagen) im Bereich der Klärwerke liegt. Die meisten dieser Anlagen verfügen über noch keine Einspeisung, sondern erzeugen Strom und Wärme aus dem gewonnenen Klärgas durch Wärme-Kraft-Kopplung, was im Sinne einer optimalen ökologischen Energienutzung unvorteilhafter ist.

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Im Vergleich zu Erdgas weist Biogas einen ökologischen Mehrwert auf, beinhaltet aber auch höhere Herstellungskosten. Der daraus resultierende Mehrpreis für Biogas wird vollumfänglich durch die umweltbewusste Kundschaft akzeptiert und getragen. Biogas ist von der Mineralölsteuer sowie der CO2-Abgabe befreit. Unter diesen Bedingungen können heute konventionelle Biogasaufbereitungsanlagen ohne staatliche Fördermittel wirtschaftlich betrieben werden. Dieses Grundkonzept soll als Benchmark auch für die Power-to-Gas-Anlagen gelten. In der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung wurde geprüft, ob es möglich ist, eine PtG-Anlage mit vergleichbaren oder niedrigeren Investitions- und Betriebskosten pro Kilowattstunde erzeugtes Gas zu betreiben.

Die Befreiung von der Mineralölsteuer und der CO2-Abgabe gilt seit 2016 analog zum Biogas auch für erneuerbares Methan, sofern der Wasserstoff aus erneuerbaren Energieträgern hergestellt wurde und das CO2 nicht aus Prozessen stammt, die explizit CO2 für die Methanisierung produzieren. Basierend auf diesen Rahmenbedingungen wird synthetisches Gas dem heutigen Biogas gleichgesetzt. Es wird folglich angenommen, dass auch der zu erzielende Marktpreis mit den Preisen für Biogas identisch sein wird.

 

Das Cosyma-Projekt wurde anlässlich der Neujahrsveranstaltung des Bundesamts für Energie BFE am 11. Januar 2018 in Bern mit dem Preis Watt d’Or 2018 in der Kategorie „Erneuerbare Energien“ ausgezeichnet.

 Autoren:
Andreas Kunz – Energie 360°
Julia Witte, Serge Biollaz; Tilman Schildhauer – alle drei vom Paul Scherrer Institut

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