Wohin mit all dem Biostrom?

20. März 2015

Speichertechnik Power-to-Gas: Auf dem Weg zur Marktreife

Die Speicherung von Ökostrom ist ein wichtiger Baustein für eine erfolgreiche Umsetzung der Energiewende. Die Umwandlung in Wasserstoff oder synthetisches Erdgas ist hierfür ein vielversprechendes Konzept. Wasserelektrolyse, Methanisierung und Einspeisung ins Erdgasnetz sind die Schritte. SICK engagiert sich bei der Gasanalyse und Erfassung der Gasströme und Verbrauchsmengen.

Ökostrom
Wind- und Solarstrom werden in Europa stark gefördert. Besonders stürmisch wuchs die Branche in Deutschland: Bis 2050 soll hier möglichst 95 Prozent weniger fossiles CO2 gegenüber 1990 ausgestoßen werden. Dies stellt ein Problem dar, denn die Biostrom-Produktion schwankt je nach Wetter, taugt also nicht zur zuverlässigen Versorgung der Industrie. Weil der Netzausbau nicht mitkam und Regelkapazitäten fehlen, überlasten die Biostrom-Überschüsse immer wieder die Stromleitungen. Als Folge müssen Erzeuger von erneuerbarem Strom ihre Anlagen zeitweise abschalten oder Überschüsse an benachbarte Staaten verschenken. Gute Speichermöglichkeiten werden darum intensiv gesucht.

Power-to-Gas: Wasserstoff aus Ökostrom

Aussichtsreich erscheint besonders das 2011 von Stuttgarter Forschern entwickelte, auch europäisch geförderte Power-to-Gas-Verfahren: Durch Elektrolyse wird Wasserstoff aus Ökostrom erzeugt. Mit Hilfe von abgeschiedenem CO2, zum Beispiel aus benachbarten Biogasfermentern, wird er zu lagerfähigem synthetischen Erdgas aufbereitet und im deutschen Erdgasnetz gespeichert. Alternativ lässt sich der Wasserstoff auch in Brennstoffzellen von Fahrzeugen als Antriebsquelle nutzen. Das macht das Verfahren auch für Autohersteller interessant. Der Wirkungsgrad bei der Methanisierung wurde bisher als zu gering kritisiert. Doch das könnte sich bald mittels Hochtemperatur-Elektrolyse bei 800° C – unter Nutzung von Prozessabwärme – deutlich verbessern.

 

Grafik_Anwendungsfelder_PowertoGas_de

Der Power-to-Gas-Prozess: Anwendungsfelder

SICK mit Analysatoren schon früh beteiligt

Inzwischen gibt es schon über 20 Versuchsanlagen, in denen Power-to-Gas marktfähig gemacht werden soll. Auch SICK ist mit verschiedenen Analysatoren und Gaszählern beteiligt. Zu überwachen ist beispielsweise die Reinheit des abgeschiedenen CO2 und die Qualität des Bio-Methans, an den Gas-Einspeisestationen außerdem die Einhaltung des maximal erlaubten Wasserstoffanteils von 5 Prozent im Methan. Mit Ultraschall-Gaszählern wie dem FLOWSIC500 können die Gasströme und Verbrauchsmengen exakt erfasst und berechnet werden.

 

 

Markus Haas ist für SICK bei Power-to-Gas am Ball: „Ich gucke gern mal über den Tellerrand“

Seit drei Jahren treibt Markus Haas das Thema Power-to-Gas bei SICK voran, aus einem Gespür und Interesse für neue Technologien heraus. „Ich gucke gern mal über den Tellerrand und dachte mir, dass das ein interessantes Zukunftsfeld auch für die Prozess- und Abgasanalytik werden könnte“, erklärt der umtriebige Ingenieur, der sich im „Solution Center Prozessautomation“ eher mit Schiffsdieselanalytik befasst. Mit Idealismus und Freizeiteinsatz erreichte er, dass SICK seither die Messaufgaben in dieser Zukunftsindustrie praxisnah auslotet. Mit ersten Analysengeräten ist SICK dank Markus Haas auch schon dabei.

 

Wie er auf Power-to-Gas kam? „Das begann ganz unspektakulär mit einer Postwurfsendung der Badenova, unserem lokalen Energielieferanten“, erzählt Markus Haas. „In der Broschüre wurde ein neuartiges Forschungsprojekt mit dem Fraunhofer Institut beschrieben, in dem es um die Umwandlung von überschüssigem Wind- und Solarstrom in speicherbares Erdgas ging.“ Als Haas erfuhr, dass für das Projekt noch Industriepartnerschaften gesucht würden, rief er bei der Badenova an. Über diesen Weg stieß der SICK-Ingenieur zur eigens gegründeten, staatlich geförderten Projektplattform DENA (Deutsche Energie-Agentur). Dort arbeiten Kreditgeber, Wissenschaftler sowie Energie-, Technologie- und Automobilkonzerne unter Hochdruck daran, die vielversprechende Speicher- und Energietechnologie schnellstmöglich leistungsfähig und rentabel zu machen.

 

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Markus Haas, Technical Industry Manager Power & Combustion / Maritime Systems bei SICK

Haas besuchte Veranstaltungen und Modellanlagen. Dabei zeigte sich, dass SICK auch hier schon ein bekannter Name war. Markus Haas selbst war fasziniert von den neuen Prozessen und Möglichkeiten, aber auch den größeren und kleineren Umsetzungshindernissen: „Ideal wäre die Speicherung der Energie in Form von Wasserstoff im Erdgasnetz. Aber da hier mittlerweile nur noch eine Beimischung von maximal 5 Prozent Wasserstoff zulässig ist, müssten viele Gasanbieter ihre Turbinen wieder umrüsten“, nennt er ein Beispiel. „Dabei war noch bis in die 80er Jahre ein Anteil von bis zu 50 Prozent Wasserstoff im Erdgasnetz erlaubt.“ Erstaunlich fand er auch, „dass es für die Messtechnologie eher wenig Bewusstsein gab.“ Man habe kaum bedacht, wie wichtig exakte Messwerte für die sichere Einspeisung und den nachgelagerten Verbrauch seien. Markus Haas besorgte sich Ausschreibungsanlagen und holte prompt den ersten kleinen Auftrag: Die neue Thea-Elektrolyseanlage, die Wasserstoff ins Frankfurter Energienetz einspeist, nutzt einen SICK-Wasserstoffzähler.

  

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