Windgas macht Ökostrom speicherbar

Wind und Sonne richten sich nicht nach dem Verbrauch der Stromkunden, und das Stromnetz kann überschüssige Energie nicht speichern. Windgas hilft, dieses Problem zu lösen. Das durch Elektrolyse gewonnene Gas nutzt die Erdgasnetze, die in Deutschland bereits vorhanden sind, und versorgt Privat- und Gewerbekunden zuverlässig mit sauberer Energie.

Eine nachhaltige Energieversorgung kann nur gelingen, wenn wir große Mengen Ökostrom transportieren und speichern können. Derzeit verstopfen jedoch unflexible Atom- und Kohlekraftwerke das Netz. Zur Aufrechterhaltung der Stromfrequenz kann aber immer nur so viel Energie zugeführt werden, wie dem Netz gleichzeitig entnommen wird. Die bisherige Versorgung durch unflexible Großkraftwerke verträgt sich nur begrenzt mit einer dezentralen Stromversorgung, die auf erneuerbaren Energien basiert. Und moderne Speichertechnologien sind nicht ausgereift genug, um sauberen Strom außerhalb des Stromnetzes aufzunehmen. 

Windgas bietet eine Lösung. Denn:

  • Das Gasnetz verfügt über immense Speicher- und Transportkapazitäten. Bereits eine Einspeisung von fünf Vol.-% Wasserstoff in dieses Netz erschließt eine Speicherkapazität, die dem Stromverbrauch eines Tages in Deutschland entspricht! Durch eine nachgelagerte Methanisierung lässt sich perspektivisch sogar die gesamte Kapazität des Gasnetzes nutzen.

  • Windgas nutzt die bereits vorhandene Speicher-Infrastruktur und bietet deshalb eine sinnvolle Alternative zum Bau neuer Pumpspeicherkraftwerke. Denn diese stellen teils erhebliche Eingriffe in die Natur dar und sind ökologisch umstritten.

  • Durch Windgas können Privat- und Geschäftskunden ihre bestehende Gasheizung ohne Technologiewechsel klimafreundlich gestalten.

  • Das Gas- und Stromnetz in Deutschland werden so optimal für eine integrierte Versorgung mit erneuerbaren Energien genutzt.

Seit Oktober 2011 hat Greenpeace Energy alle proWindgas-Kunden zunächst mit Erdgas beliefert. Im Dezember 2014 hat dann die erste Einspeisung von Wasserstoff begonnen, Gaskunden erhalten seitdem ein Erdgas-Windgas-Gemisch.

Auch nach dem Start der Beimischung wird der Anteil von erneuerbarem Wasserstoff zunächst noch gering sein. Derzeit gibt es in Deutschland nur wenige Elektrolyseure, und Greenpeace Energy möchte zudem nur Windgas aus Anlagen beziehen, die dem Ausbau der Energiewende dienen.

Sobald die Grenze für die Wasserstoffeinspeisung erreicht ist, kann in einem weiteren Schritt aus dem Wasserstoff erdgasgleiches Methan hergestellt werden. Perspektivisch können erneuerbarer Wasserstoff und erneuerbares Methan das fossile Erdgas so zu 100 Prozent ersetzen.

Speicherbedarf und Speicherkapazitäten

Das Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) rechnet mit einem jährlichen Speicherbedarf für Ökostrom von bis zu 170 Terawattstunden, sobald sich Deutschland vollständig aus erneuerbaren Energien versorgt. Diese gigantische Strommenge, die etwa einem Drittel des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland entspricht, muss in Zeiten mit viel Wind und/oder Sonne gespeichert und in anderen Zeiten rückverstromt werden.

Die vorhandenen Gasnetze und -speicher sind das einzige System, das in Deutschland diese Mengen Energie aufnehmen und wieder abgeben kann. Sie verfügen bereits heute über eine Speicherkapazität von 220 Terawattstunden, was bei einer Rückverstromung mit einem Wirkungsgrad von 55 Prozent rund 120 TWhel entspricht. Genug, um Deutschland bei Vorhandensein entsprechender Gaskraftwerke für zwei bis drei Monate vollständig mit Strom zu versorgen.

Auch wenn sich Wasserstoff aus technischen und regulatorischen Gründen derzeit nur bis zu einer Grenze von 5 Prozent ins Gasnetz einspeisen lässt, entspräche dies bereits einem Speicher für Ökostrom, der 45 mal so groß ist wie die Gesamtkapazität aller heute in Deutschland bestehenden Pumpspeicherkraftwerke.

Sobald die Einspeisung von Wasserstoff an seine Grenzen stößt, kann die Produktion von Windgas fortgeschrieben werden. Und zwar, indem durch Hinzufügung von Kohlendioxid aus dem Wasserstoff hochwertiges Methan hergestellt wird. Das ist allerdings weniger energieeffizient als die Verwendung von Wasserstoff und es ist wichtig, für diesen Prozess ökologisch akzeptable CO2-Quellen zu nutzen. Dies kann CO2 aus Produktionsprozessen (z. B. Brauereien) oder aus ökologisch akzeptablen Biogasanlagen, perspektivisch auch aus der Atmosphäre sein. Wasserstoff und erneuerbares Methan zusammen können fossiles Erdgas langfristig komplett ersetzen. Damit wird Gas vollständig erneuerbar.

Gleichwohl haben auch die anderen Speichersysteme wie etwa Batterien, Druckluftspeicher oder Schwungräder ihre Berechtigung. Aber weder verfügen sie über ausreichende Kapazitäten, noch sind sie für eine saisonale Energiespeicherung geeignet. Wie eine von Greenpeace Energy beauftragte Studie des Fraunhofer-IWES-Institut feststellt: „Die einzige nationale Option für die Energiespeicherung im erforderlichen Umfang ist die Kopplung der Energienetze für Strom und Gas.“

Wie aus Strom Gas erzeugt werden kann.

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