Solargas: Ein Stromparkplatz im Gasnetz

9. Juli 2013, 05:30
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Solarstrom zu Wasserstoff zu Gas: Das ist zumindest eine Formel, die den Weg in die Zukunft der Energiespeicherung bereiten soll

Mit einem silberfarbenen, kühlschrankartigen Gerät findet Strom einen Parkplatz im Gasnetz. Was ein wenig nach Zauberei klingt, wird gerade im oberösterreichischen Haid getestet: Mit Solarstrom wird Wasserstoff erzeugt, dieser direkt ins Gasnetz eingeschleust - zur Lagerung und zum leichteren Transport. Es soll ein Schritt in die Zukunft der Energieversorgung sein. Noch sind aber nicht alle Fragen geklärt.

"Die Energiewirtschaft anders denken", das will die Oberösterreichische Ferngas. Gemeinsam mit dem Elektrotechnikproduzenten Fronius arbeiten die Linzer daran, eines altbekannten Problems Herr zu werden.

Erneuerbare Energien wie Wind- und Sonnenkraft sollen fossilen Energieträgern langsam, aber sicher den Rang ablaufen. Sie sind unbegrenzt verfügbar und gelten als sauber. Doch: Den gewonnenen Strom kann man schlecht speichern. Zumindest nicht längerfristig. Außerdem funktionieren Windräder nur dann, wenn der Wind auch wirklich bläst, Sonnenkollektoren nur, wenn die Sonne scheint. Zusätzlich problematisch ist der Transport: Die erzeugte Energie aus Wind oder Sonne ist nicht immer da, wo sie eigentlich gebraucht wird.


Gasrohre werden derzeit auch in Oberösterreich verlegt.

Daher müsse man "den regenerativen Energieformen beim Problem mit der Volatilität helfen", fasst Johann Grünberger, Vorstandsvorsitzender der OÖ Ferngas, zusammen, was in der Nähe von Linz Österreichs erste Wasserstoff-Einspeisungsanlage bringen soll.

Direkt hinter einem schwedischen Möbelhaus steht die Testanlage der OÖ Ferngas. Von außen ist kaum erkennbar, was sich hinter den Wänden des weißen Containers abspielt. Drinnen wird praktiziert, was unter dem Slogan "Power to Gas" firmiert, also "Vom Strom zum Gas".

Elektrolyse macht aus Wasser Wasserstoff

Solarpaneele fangen das Licht der Sonne auf. Auf knapp 70 Quadratmeter Fläche wird Strom erzeugt, der über das Netz in den Container gelangt. Darin steht die Anlage zur Wasserelektrolyse: ein Kasten, der etwas größer ist als ein Kühlschrank und auch so ähnlich aussieht. Diese Brennstoffzelle verwandelt Wasser mit Hilfe des Stroms in Wasserstoff und Sauerstoff. Im Raum neben der Anlage ragen dicke gelbe Rohre aus dem Boden, verzweigt und miteinander verbunden durchziehen sie den Raum. Irgendwo dazwischen lugt ein unscheinbares Metallrohr hervor. Hier wird der Wasserstoff direkt ins Gasnetz eingespeist.

Ein Unikum, erklärt Konrad Peterka, Projektleiter der Forschungsanlage, gegenüber derStandard.at. In Deutschland wird derzeit vor allem daran geforscht, aus dem Wasserstoff Methan herzustellen und dieses ins Gasnetz zu bringen. Bei der direkten Einspeisung von Wasserstoff hingegen, da sind die Oberösterreicher nach eigenen Angaben vorne dabei.

Allerdings kann man nicht einfach so viel Wasserstoff ins Gasnetz einschleusen, wie man will. Derzeit liegt die Höchstgrenze in Österreich bei vier Prozent. So soll die Qualität des Erdgases beibehalten werden. Generell vermindert Wasserstoff den Brennwert von Erdgas. Bei den geringen Zumischungsgrenzen fällt der Energieverlust aber kaum ins Gewicht.

Offene Fragen drehen sich auch darum, wie viel Wasserstoff die Gasinfrastruktur überhaupt verträgt. Robert Tichler vom Energieinstitut der Johannes-Kepler-Universität in Linz findet, die Sorgen um die Leitungen seien unbegründet. Stadtgas beispielsweise wurden bis zu 50 Prozent Wasserstoff beigemengt. In Wien wurde dieses Gasgemisch bis Ende der 1970er Jahre zur Energieversorgung der Straßenbeleuchtung, aber auch von Wohnungen verwendet.

Stadtgas wurde durch Vergasen von Kohle oder durch Kohleentgasung hergestellt. Im ehemaligen Gaswerk Simmering wurde so Gas für Wien produziert. Wegen des hohen Kohlenmonoxid-Gehalts gilt Stadtgas aber als giftig und verschwand so langsam von der Bildfläche. In den vergangenen Jahrzehnten wurde europaweit sukzessive auf Erdgas umgestellt - nicht zuletzt wegen der zahlreichen Funde von großen Erdgasfeldern.  

Nur drei Prozent Erneuerbare aus Wind oder Solar

Der Nutzen einer Wasserstoffeinspeisung ins österreichische Gasnetz scheint derzeit eher gering. Rund 30 Prozent des österreichischen Energieverbrauchs werden mit erneuerbaren Energien bestritten. Fast zur Gänze kommen diese aus Biomasse in unterschiedlichen Formen sowie aus Wasserkraft. Nur knappe fünf Prozent der österreichischen Erneuerbaren werden mittels anderer Energieformen wie Wind, Solar oder Erdwärme erzeugt. Die Speicherung von überschüssigem Strom erfolgt in Österreich vor allem über Pumpspeicherkraftwerke.


Projektleiter Konrad Peterka und die Brennstoffzelle.

Das Vorhaben der OÖ Ferngas sieht sich da eher als Leuchtturm-Projekt. Es sei notwendig zu erforschen, was überhaupt geht und wie die Speicherung von Strom aus Sonnen- oder Windkraft im Gasnetz erfolgen kann, erklärt Projektleiter Peterka. Die Technologie steht an ihrem Anfang, an mehreren Standorten in Europa wird derzeit getestet. Vor allem in Deutschland wäre eine praktikable Lösung notwendig. Denn bei den Nachbarn spießt es sich besonders beim Transport. Während im Norden aus Windkraft jede Menge Energie erzeugt wird, im Süden aus Wasser- und Sonnenkraft ebenfalls, fällt der größte Bedarf an Strom in der Mitte des Landes an, in den zahlreichen Großstädten. Die Leitungen sind überfordert und können die benötigte Energie oft nicht zufriedenstellend dorthin bringen, wo sie gebraucht wird.

Kritiker fordern dennoch eine differenzierte Betrachtung des Power-to-Gas-Hypes. Fragen sind noch offen. Zum Beispiel jene, ob es sich energietechnisch überhaupt auszahlt, mit Strom Wasserstoff zu produzieren. Nach der Elektrolyse stecken im Wasserstoff noch etwa 70 Prozent der Stromenergie. Den Rest könnte man als Abwärme verwenden. Die optimale Nutzung aller Produkte und der "Abfallprodukte" aus dem Verfahren und damit verbunden möglichst geringe Energieverluste, das ist die große Herausforderung.

Rückverstromung kostet Energie

"Rückverstromung" heißt es, wenn aus Strom erst Gas und dann aus Gas wieder Strom wird. Die Umwandlungsverluste möglichst gering zu halten ist ein weiterer offener Punkt. Denn letztlich bleiben beim Rückverstromen nur 30 bis 50 Prozent der ursprünglichen Energie über.

Vom Gas zum Strom zurück muss aber auch gar nicht sein. Tichler von der Linzer Uni sieht im Solargas auch ein weiteres Anwendungsgebiet: Mobilität. Der gewonnene Wasserstoff könnte quasi als Solargas direkt für den Betrieb von Fahrzeugen benutzt werden.

Seit Mitte Dezember 2012 läuft die Anlage in Haid, mit durchschlagendem Erfolg, wie die Herren vor Ort versichern. 380.000 Euro wurden investiert, über das Verfahren und seine Praktikabilität habe man im vergangenen halben Jahr viel gelernt. Derzeit werden rund 1,2 Kubikmeter Wasserstoff pro Stunde produziert - vorerst noch ausschließlich im Testbetrieb. Läuft alles nach Plan, soll die Anlage noch heuer in den Dauerbetrieb wechseln. Konkreter will man bei der OÖ Ferngas aber noch nicht werden.

Jedenfalls sollen dann mit der Anlage 1.600 Kubikmeter Wasserstoff pro Jahr produziert werden. Das entspricht dem Brennwert von 500 Kubikmeter Erdgas. Zum Vergleich: Ein durchschnittlicher Haushalt in Österreich verbraucht pro Jahr rund 1.500 Kubikmeter Erdgas.

Derzeit wird in Oberösterreich und Salzburg das Gasnetz ausgebaut. 34 Kilometer Rohre für 35 Millionen Euro liegen derzeit noch in den vorgefertigten Trassen. Bis Ende des Jahres soll die "HDL 100 Puchkirchen - Haidach" in Betrieb genommen werden. Bis dahin strömt vielleicht auch schon Wasserstoff aus Haid bei Linz durch die Pipeline. (Daniela Rom, derStandard.at, 9.7.2013)

Link

Grafische Darstellung der Wasserstoff-Einspeisung in Oberösterreich

Anmerkung: Die Reise nach Oberösterreich erfolgte auf Einladung der Initiative Gas.

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