Wasserstoff-Umrüstung eines Kraftwerks

Erdgas und Wasserstoff haben vieles gemeinsam, aber kann ein Gaskraftwerk auf Wasserstoff umgerüstet werden? Dieser Frage widmet sich seit diesem Sommer der Energieversorger Vattenfall. Gemeinsam mit dem niederländischen Gasinfrastrukturunternehmen Gasunie und dem norwegischen Ölkonzern Statoil soll untersucht werden, ob eine Umrüstung technisch realisierbar ist. Dafür soll einer der drei Blöcke des Gaskraftwerks Magnum bis 2023 umgebaut werden.

weiterlesen

Rohstoff aus der Luft

ZSW
ZSW-Forscher bei der Vorbereitung der thermogravimetrischen Analyse, © ZSW

Kohlenstoffdioxid (CO2) ist ein sogenanntes Klimagas. Zugleich kann es aber auch als Ressource dienen – etwa für Kunststoffe oder erneuerbare Kraftstoffe – und damit in Zukunft fossiles Erdgas und Erdöl ersetzen. Die Gewinnung von CO2 aus der Luft leistet in mehrfacher Hinsicht einen Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels: Sie begrenzt die Konzentration des Treibhausgases in der Atmosphäre, macht es für die chemische Industrie sowie regenerative Mobilität nutzbar und ermöglicht künftig eine drastische Reduzierung der Emissionen fossilen Ursprungs. Welches Verfahren am besten geeignet ist, soll im Rahmen des Projektes „CORAL – CO2-Rohstoff aus Luft“ untersucht

weiterlesen

Urzeitbakterie macht Methanisierung wirtschaftlich

Archäa – das Urzeitbakterium (Quelle: Krajete)
Archäa – das Urzeitbakterium (Quelle: Krajete)

Die Energiespeicherung über den Weg der Methanisierung ist auf dem besten Weg, wirtschaftlich zu werden. Dies hat Ende April 2013 die Krajete GmbH, die Mikroorganismen für die CO2-Umwandlung verwendet, gemeldet. Das oberösterreichische Unternehmen hatte zuvor sein viertes Patent auf ein selbst entwickeltes Verfahren zur Methanerzeugung angemeldet, so dass dieses nun „fertig für den Markt“ sei, wie es hieß.

weiterlesen

Erdgas-Versorgungsnetze als Wasserstoffspeicher

Der Ausbau der erneuerbaren Energien erfordert einen zielgerichteten Ausbau des Stromnetzes und außerdem neue Möglichkeiten zur Speicherung von volatil verfügbarem Strom. Eine Option für die Zwischenspeicherung elektrischer Energie ist Erzeugung von Wasserstoff mit anschließender Speicherung beispielsweise im Erdgasnetz.
Der größte Anteil von erneuerbaren Energien im Strommix entfällt derzeit auf Windkraft. Der durch Windenergieanlagen (WEA) bereitgestellte Stromanteil belief sich im Jahr 2009 in Deutschland auf 7,58 % des Bruttostromverbrauches, was einer Energiemenge von etwa 40 TWh entspricht (installierte Leistung: 26 GW). Darüber hinaus sind zurzeit 32 Offshore-Windpark-Projekte mit einer Gesamtleistung von 27 GW an den Küstenregionen der deutschen Nord- und Ostsee geplant. Weiterhin werden durch technisch sinnvolle und politisch unterstützte Maßnahmen (Repowering) zusätzliche Kapazitätssteigerungen erwartet. Ähnlich verhält es sich zukünftig mit Solarstrom aus Photovoltaikanlagen, deren installierte Leistung 2009 rund 9,8 GW betrug und stetig weiter wächst.
Die Volatilität von Windenergie und Photovoltaik stellt hohe Anforderungen an das Stromnetz, die nicht allein durch Netzausbaumaßnahmen und intelligentes Lastmanagement erfüllt werden können. Die Schaffung und Einbindung großer Speicherkapazitäten für elektrische Energie sind daher dringend erforderlich. Andernfalls wäre perspektivisch der Lastabwurf von WEA und zukünftig auch Photovoltaikanlagen die verbleibende Möglichkeit, um in Phasen hoher Stromproduktion weiterhin die Netzstabilität zu gewährleisten. Dieser Weg ist aber weder sinnvoll noch politisch akzeptiert.
Überschusswindenergie, deren Einspeisung in die Stromnetze aufgrund fehlender Kapazitäten nicht möglich ist, kann chemisch in gasförmigen Brennstoffen gespeichert werden. Beispielsweise kann Wasserstoff per Elektrolyse erzeugt und anschließend in Erdgastransport- beziehungsweise -versorgungsnetze eingespeist oder in Kavernen gespeichert werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den erzeugten Wasserstoff vor der Einspeisung zu methanisieren. Diese Umwandlung ist zwar mit Verlusten behaftet, offeriert aber die Möglichkeit zur Weiterverwertung von Kohlenstoffdioxid (z.B. aus Kraftwerks- oder Biogasanlagen) im Methanisierungsprozess.
Grundsätzlich bietet die Einspeisung von regenerativ erzeugtem Strom in das Erdgasnetz enorme Energiespeichermöglichkeiten und befördert die Konvergenz der Energieinfrastrukturen Strom- und Gasnetz im Sinne von Smart Grids. Nach Abschätzungen des Fraunhofer Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik werden bis 2050 Speicherkapazitäten für die überschüssige Energie in der Größenordnung von 20 bis 50 TWh benötigt. Die heutigen deutschen Speicherkapazitäten für Elektroenergie belaufen sich allerdings nur auf 0,04 TWh und werden fast ausschließlich durch Pumpspeicherkraftwerke dargestellt. Im Erdgasnetz ist bereits heute eine Speicherkapazität von 220 TWh vorhanden.