Power-to-Gas: Das Gas-Netz als Energiespeicher

Das Erdgas-Netz ist der Speicher für überschüssigen Ökostrom
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Die beste Ergänzung für Erneuerbare Energien

Wie integriert man volatile Erneuerbare effizient in eine verlässliche Energieversorgung? Indem man ihnen über alle Sektoren hinweg emissionsarmes, flexibles Erdgas an die Seite stellt: Nicht als Konkurrenz, sondern als Ergänzung. Für dieses Zusammenspiel ist das bestehende Gas-Netz auch in Zukunft ein unverzichtbarer Bestandteil.

Erdgas und Erneuerbare Energien – das passt zusammen? Ja! Denn wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint, reichen Erneuerbare allein nicht aus, um die Energieversorgung sicher zu stellen. Auch die Menge an regenerativ erzeugter Energie wird in absehbarer Zeit nicht genügen, um den Energiebedarf Deutschlands zu decken.

Erneuerbare brauchen verlässliche Partner, die ihre natürlichen Schwankungen flexibel auffangen können. Das kann Erdgas leisten. Gas-Kraftwerke können vergleichsweise schnell hoch- und wieder heruntergefahren werden und damit zuverlässig auch kurzfristige Leistungsschwankungen der Erneuerbaren auffangen. Sie emittieren dabei 50 Prozent weniger CO2 als Braunkohlekraftwerke und haben mit bis zu 60 Prozent einen extrem hohen Wirkungsgrad – bei Nutzung der Abwärme steigt dieser noch weiter. Damit sichert Erdgas die Systemstabilität.

Doch was Erdgas zum echten Joker der Energiewende macht, ist seine Speicherfunktion für erneuerbaren Strom dank Power-to-Gas. So fängt Erdgas die Erneuerbaren gleich doppelt auf: Es löst das Speicherproblem und kompensiert fehlende Netzkapazitäten. Mit Power-to-Gas lässt sich erneuerbarer Strom ins Gas-Netz einspeisen, speichern und transportieren. Das mildert den Ausbaudruck bei den Stromtrassen, der durch neue Offshore-Windkraft im Norden stetig steigt und mit enormen Kosten verbunden ist. Und was im Großen funktioniert, klappt auch im Kleinen: Wer die Energie der Sonne dank Solarthermie-Anlage gleich mit nutzt, spart in Kombination mit moderner Gas-Brennwerttechnik 44 Prozent CO2 gegenüber einem alten Kessel. Gas ist der perfekte Partner der Erneuerbaren Energien. So geht Energiewende – miteinander, nicht gegeneinander.

Power-to-Gas bietet Lösungen

Eine der größten Herausforderungen der Energiewende im Stromsektor ist die volatile Einspeisung von regenerativ erzeugtem Strom. Wenn der Wind weht, ist schon heute regional mehr Elektrizität vorhanden, als das Stromnetz aufnehmen kann. Die Folgen: Kurzfristig müssen Windparks abgeregelt werden. Mittelfristig müssen die Stromnetze ausgebaut werden. Und langfristig wird diese Herausforderung immer größer – weil der Anteil der erneuerbaren Energien am Strommix immer weiter steigen soll.

Mit dem überschüssigen Ökostrom wird Wasser (H2O) mittels Elektrolyse in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) aufgespalten. Der Wasserstoff kann entweder direkt ins Erdgas-Netz eingespeist werden – nach den aktuellen Vorgaben darf die Beimischung bis zu 10 Prozent betragen – oder er wird zu synthetischem Erdgas weiterverarbeitet, das unbegrenzt beigemischt werden kann. Hierzu wird der regenerativ gewonnene Wasserstoff (H2) mit dem "Abgas" (z. B. aus Biogas-Anlagen) Kohlendioxid (CO2) mittels Methansynthese zu erneuerbarem Erdgas (CH4) konvertiert. Als Beiprodukt entsteht H2O – Wasser.

Grünes Gas Wasserstoff

Erdgas-Lösung mit vielen Vorteilen

Power-to-Gas nutzt regenerativ erzeugte Energie, die ansonsten ungenutzt bleiben würde. Bei der Herstellung von grünem Erdgas entstehen als Abfallprodukte Sauerstoff und Wasser, also gänzlich unbedenkliche Stoffe. Durch Power-to-Gas wird der Ökostrom in den größten Energiespeicher Deutschlands gebracht: Ins Erdgas-Netz – und bedarfsgerecht am Ort der Nutzung zur Verfügung gestellt. Zudem kann das Verfahren gleichzeitig dazu beitragen, CO2 zu binden.

Verschiedene Power-to-Gas-Anlagen haben die technische Machbarkeit bereits unter Beweis gestellt. Zukunft Gas setzt sich dafür ein, dass ein schlüssiges Marktmodell entwickelt wird, das den wirtschaftlichen Betrieb dieser Anlagen ermöglicht.

Power-to-Gas: Speicher für überschüssigen Ökostrom

Das Erdgas-Netz als Speicher für überschüssigen Ökostrom

Power-to-Gas goes Regelenergiemarkt

Die Power-to-Gas-Anlage von Audi in Werlte wurde im Juli 2015 für die Teilnahme am Regelenergiemarkt vom Übertragungsnetzbetreiber TenneT qualifiziert. So kann erstmals Power-to-Gas direkt zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen.

Gas kann gemeinsam mit den Erneuerbaren eine wichtige Rolle spielen, die Klimaziele zu erreichen.

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Power-to-Gas-Anlagen in Deutschland

In Deutschland gibt es eine Vielzahl an Power-to-Gas-Forschungs- und -Pilotanlagen, mit denen das Verfahren erforscht und weiterentwickelt wird. Die Ergebnisse sind vielversprechend. Eine Gesamtübersicht aller grünen Gas-Projekte finden Sie in der interaktiven Gas kann grün-Karte des BDEW.