Power-to-Gas für unser Klima

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Studie: Ohne Power-to-Gas sind deutsche Klimaziele kaum erreichbar. Bis zum Jahr 2050 sollen die Emissionen von Treibhausgasen nach dem Willen der Bundesregierung und der Europäischen Union um mindestens 80 Prozent sinken, im Vergleich zu 1990. Ein ehrgeiziges Ziel, nicht zuletzt im Bereich Mobilität. Eine Fraunhofer-Studie zeigt nun: ohne die Power-to-Gas Technologie ist das nicht zu machen.


Der Traum vom schnellen Umstieg auf Elektrofahrzeuge wird sich wohl nicht so schnell erfüllen. Bis Ende 2014 wollte die Bundesregierung 100.000 E-Autos auf den Straßen sehen, daraus wurden nur 24.000. Deutschland ist bei der Elektromobilität international nur Mittelfeld.

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82 Prozent weniger Emissionen

Hans-Martin Henning vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg sieht einen Weg, diesen Prozess zu beschleunigen und die Klimaschutz-Ziele der Regierung zu erreichen. Er setzt auf Power-to-Gas, also die Herstellung von synthetischem Erdgas (Methan) beziehungsweise Wasserstoff aus Wind- oder Solarstrom und Kohlendioxid (CO2).

Henning ist Autor einer Studie, die darstellt, wie sich eine Emissionsminderung im Mobilitätssektor von sogar über 82 Prozent erreichen lässt. Sie zeigt: Ohne Power-to-Gas ist es unmöglich.

Zwar ließen sich weniger Emissionen auch auf anderem Weg erreichen, so die Studie. Aber es würde weitaus teurer. So seien die jährlichen Gesamtkosten des Energiesystems mit 80 Prozent CO2-Reduktion ohne Verfügbarkeit von Power-to-Gas um circa 60 Milliarden Euro höher als bei einem Verzicht auf diese Technik.

Um ein Reduktionsziel von 82-Prozent zu erreichen, müssten 81 Prozent aller Fahrzeuge mit Erdgasmotoren ausgestattet sein, die mit einem Mix aus – immer weniger genutztem – fossilem Erdgas, synthetischem Methan und Biogas betrieben werden.

Eine noch stärkere CO2-Reduktion könne durch den verstärkten Einsatz von Elektrofahrzeugen erreicht werden, die ihre Energie aus Bordbatterien oder Brennstoffzellen beziehen. Der dafür benötigte Wasserstoff müsse ebenfalls aus Wind- und Solarstrom erzeugt werden.

Auch Hybridfahrzeuge, die mit Verbrennungs- und Elektroantrieb ausgestattet sind, gehören aus Sicht der Studie zum Mobilitätsmix.

Die Bundesregierung will bis 2016 einen modifizierten Klimaschutzplan erarbeiten. Die ISE-Studie, die im Auftrag des deutschen Power-to-Gas-Pioniers Etogas erstellt wurde, soll dabei helfen, die Weichen richtig zu stellen.

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Die Abbildung zeigt die Entwicklung der jährlichen Systemgesamtkosten bei Verfügbarkeit der PtG-Technologie (links) bzw. Nichtverfügbarkeit der PtG-Technologie (rechts) in Abhängigkeit vom CO2-Reduktionsziel. Grafik: Fraunhofer ISE

Freiburger Öko-Institut kritisiert die Technologie

Doch Power-to-Gas findet nicht nur Unterstützer. Im Gegensatz zum ISE sieht das ebenfalls in Freiburg beheimatete Öko-Institut die Technologie kritisch. Denn bei der Herstellung von synthetischem Methan gehe zu viel Energie verloren. Vorteilhafter sei die direkte Nutzung von Strom, entweder in Batterien oder in Form von Wasserstoff in Brennstoffzellenfahrzeugen.

Weil Strom derzeit noch zu einem großen Teil in Braun- und Steinkohlekraftwerken erzeugt wird, wäre ein Umstieg auf Elektrofahrzeuge derzeit noch wenig umweltfreundlich. Das werde sich allerdings ändern, wenn der Anteil von Wind- und Solarstrom weiter zunehme.

Im Übrigen stünde mit dem Ableben fossiler Kraftwerken irgendwann nicht mehr genügend CO2 für die Herstellung von synthetischem Methan zur Verfügung.

Dieses Luxus-Problem ließe sich allerdings lösen. Auf Island laufen bereits Anlagen, die ihren Kohlendioxidbedarf aus der Luft decken, weil es dort keine fossilen Kraftwerke gibt. Statt Methan produzieren sie allerdings Methanol, einen Alkohol, der Benzin strecken oder gar ersetzen kann. Auch bei Dortmund befindet sich bereits eine solche Anlage.

Hier geht’s zur Zusammenfassung der Studie des Fraunhofer ISE als PDF Datei>>

Mehr über Power-to-Gas „Strom in Gas umwandeln“ >>

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Comments

  1. Bei der Power-to-Gas-Technologie verbleibt aus 100 % aufgenommener Energie am Ende eine Energieausbeute von rund 28 % in Form von künstlich erzeugtem Methangas. Selbst wenn diese durch verbesserte Techniken einmal auf 30 % – 31 % heraufgesetzt werden könnte, wäre dies eine enorme Energie-Verschwendung. Dazu kommt, dass am Ende das künstlich erzeugte Methangas wieder verbrannt werden müsste, um Wärme- oder elektrische Energie zu erzeugen. Auch diese Verbrennung erzeugt CO2.
    Ein Pumpspeicher mit schwimmendem Speicherteil dagegen erhält die ihm zugeführte Energie zu über 92 % und gibt diese CO2-frei wieder ab. Hierbei handelt es sich um eine neuartige Speicher-Technologie, die dem Fraunhofer Institut bei ihrer Studie wohl noch nicht bekannt war.

  2. Eckhard Sabarth says:

    Eine kurze Replik für Gernot Klose: Der Wirkungsgrad dieser Technologie ist kaum relevant, weil Sonne und Wind im Einkauf nichts kosten (irrwitzige Ideen wie die Sonnensteuer mal ausgenommen). Entscheidend sind die Umwandlungskosten pro kWh in die thermische oder elektrische Form und ob uns der Klimawandel und ewige Kosten der Atommülllagerung lieber sind. Für mich ist ausschlaggebend, ob eine Volkswirtschaft diese Transformation stemmen kann oder nicht. Wer wenn nicht wir?

  3. Redaktion says:

    Lieber Herr Sabarth, ihr Einwand ist nicht ganz richtig. Bei Wind und Sonne sind die Investitionen in die Technologie die großen Kosten. Es geht darum hieraus erzeugte überschüssige Energie für später zu speichern. Und so gesehen spielt die Effizienz schon eine große Rolle, wie Herr Kloss schreibt.

    Beispiel: der an der Nordsee leer drehende Windpark kostet und kostete Millionen/Milliarden an Unterhalt und Entstehungskosten – diese Energie kann man nun an Holland verschenken, gar nicht nutzen, oder eben zu 28% in Gas speichern oder zu 92% in einem Pumpspeicher – schon ein großer Unterschied…

  4. Ich habe mir letzte Woche auch mal Gedanken über ein Elektrofahrzeug gemacht. Allerdings glaube ich, dass die Kosten beim „Tanken“ einen erschlagen würden, oder bin ich da falsch informiert? Die Stromkosten sind ja doch relativ hoch und man sieht ja ab und an mal ein solches Auto an der Steckdose.
    Außerdem sind die Autos für viele allgemein eher unerschwinglich und kommen nicht sehr weit. Das ist zumindest mein Stand des Wissens über E-Autos.
    Das soll sich jetzt auf die „100.000 Elektrohautos“ de die Regierung auf den Straßen sehen wollte.
    Von Gas dagegen bin ich inzwischen wirklich überzeugt.

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