ORF - 24.04.2014

WIRTSCHAFTLICHES EIGENINTERESSE ALS FAKTOR

Wie man Pläne für eine Energiewende mit Wind- und Sonnenkraft auch dreht und wendet: Am Ende geht es darum, Energie zu haben, wenn kein Wind weht und die Sonne nicht scheint. In anderen Worten: Es geht um Energiespeicher. Seit Mittwoch bündeln drei heimische Unternehmen und drei heimische Unis ihre Kräfte, um die Zukunftstechnologie „Power-to-Gas“ Realität werden zu lassen.

Die Umwandlung von Strom zu Gas ist technisch bereits möglich, allerdings zu hohen Kosten bei einer Energieeffizienz von derzeit lediglich 30 bis 40 Prozent. Das neue heimische Forschungsprojekt unter der Führung der Rohöl-Aufsuchungs AG(RAG) will gemeinsam mit der Montanuni Leoben, der Wiener Universität für Bodenkultur Wien, der Linzer Johannes Kepler Universität, dem Stromkonzern Verbund und dem Prozesstechnikunternehmen Axiom aus dem „Chemie-Experiment“ ein wirtschaftliches Projekt machen.


DAS PROBLEM MIT WIND - UND SONNENKRAFT

Die Produktion von Wind- und Sonnenstrom schwankt naturgemäß stark, was die Netze an sich schon belastet. Zudem treffen Spitzen im Verbrauch fast nie auf Spitzen in der Erzeugung, soll heißen: Wenn am meisten Energie benötigt würde, bläst der Wind nicht stark genug und scheint die Sonne nicht stark genug. Umgekehrt kommen schon heute an windreichen Tagen im Nordburgenland Stromüberschüsse zustande, die kaum zu nutzen sind.
Österreich kann zum Unterschied von anderen Ländern in Gebirgslagen zumindest auf Pumpspeicherkraftwerke zurückgreifen: Überschüssiger Strom pumpt dabei Wasser in hoch liegende Wasserreservoirs. Dieses Wasser wird bei Bedarf wieder abgelassen und erzeugt dabei Strom. Auch die heimischen Pumpspeicherkraftwerke werden auf lange Sicht aber nicht ausreichen, zudem sind auch sie ein „Verlustgeschäft“ im Hinblick auf die Energiegewinnung.


AM ENDE SOLL EIN „STROMLAGER“ STEHEN

Deutschland etwa, das kaum auf Pumpspeicherkraftwerke zurückgreifen kann, forscht schon seit Längerem im „Power-to-Gas“-Feld. Seit Mittwoch hat nun auch das heimische Konsortium unter der Führung der RAG, die einer Tochter des niederösterreichischen Energieversorgers EVN ist, eine Förderzusage des Klima- und Energiefonds in der Tasche. Die nötigen Genehmigungsverfahren sind allerdings noch ausständig, aber nötig: Die Forschungsallianz hat sich reale Ergebnisse als Ziel gesetzt, konkret ein unterirdisches „Stromlager“.


RAG WILL SICH DIE ROLLE DES ENERGIESPEICHERERS SICHERN

Der Weg zum „Stromgas“ soll über Methan führen. Aus Wasser und Strom wird dabei, vereinfacht gesagt, per Elektrolyse ein speicherbares Methan-Wasserstoff-Gemisch. Das Gas könnte dann direkt in das ja bereits vorhandene unterirdische Erdgasnetz transportiert und in den bestehenden Gaslagerstätten gespeichert werden. Hier liegt auch das wirtschaftliche Interesse der RAG, die sich nun schon die Rolle eines zukünftigen Betreibers von Energiespeichern sichern will.

Die heimische Forschungsallianz will sich weniger mit der Steigerung der Energieeffizienz befassen - zu dieser Arbeit sind auch andere gezwungen -, sondern sich vor allem auf die Frage konzentrieren, ob sich der gewonnene Wasserstoff mit den Untertage-Gasspeichern verträgt. Dieses Feld ist bisher unerforscht. Die RAG nahm sich am Mittwoch jedoch vor, bis 2016 „einen Speicherversuch an einer natürlichen Lagerstätte“ durchzuführen.

 

„POWER - TO - GAS“: STROM UNTERIRDISCH ,,LAGERN''

Wind- und Sonnenenergie sind zwar sauber und kosten keine Rohstoffe, allerdings unterliegt die Produktion natürlichen Schwankungen. Nun will ein Forschungskonsortium einen Weg finden, die „grüne“ Energie unterirdisch zu speichern. Ein Lösungsansatz lautet: Umwandlung in nutzbares Gas.
Das Verfahren, Strom in Gas zu verwandeln, klingt nur oberflächlich nach Alchimie - tatsächlich wird bei der „Power-to-Gas“-Technologie („PtG“, „P2G“), die bereits international erforscht wird, die aus Windkraft und Solaranlagen gewonnene Energie in ein speicherbares Gemisch aus Methan und Wasserstoff umgewandelt.
Österreichische Firmen und Universitäten wollen nun konkret die unterirdische Speicherung erforschen. Ein Projekt unter Konsortialführung der Rohöl-Aufsuchungs Aktiengesellschaft (RAG), einer Tochter des Energieversorgers EVN, hat dafür vom Klima- und Energiefonds eine Förderzusage in der Tasche, wie es am Mittwoch in einer Aussendung hieß.

NATÜRLICHE SCHWANKUNGEN ALS PROBLEM

Die Produktion von Wind- und Sonnenstrom unterliegt - naturbedingt - starken wetterbedingten Schwankungen, für die Netze ist das ein zentrales Problem. Wenn kein Wind weht, gibt es keine Energie, scheint die Sonne den ganzen Tag stark, wird zu viel Strom erzeugt. Die Überschüsse, wie sie zum Beispiel auch an windreichen Tagen im Nordburgenland zustande kommen, sind bisher aber kaum nutzbar. Die Pumpspeicherkraftwerke in den Alpen werden a la longue dafür nicht ausreichen.
Gelingt es aber, den Strom in Gas zu verwandeln, könnte das dann direkt in das bereits vorhandene unterirdische Leitungsnetz eingespeist und in den bestehenden Gaslagerstätten gespeichert werden. Theoretisch möglich ist das so: Mit Hilfe der überschüssigen Elektrizität aus Sonnen- und Windenergie wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Wasserstoff wird entweder direkt in die Erdgasinfrastruktur eingeleitet oder wird in einer sogenannten Methanisierung mit Kohlendioxid zu Methan umgewandelt, dem Hauptbestandteil von Erdgas.

NOCH EINIGE OFFENE FRAGEN

Dabei sei „aus heutiger Sicht die direkte Wasserstoffbeimengung aufgrund des höheren Wirkungsgrades und aufgrund der schlechten Verfügbarkeit von geeigneten Kohlendioxidquellen der wirtschaftlich einfachere Weg“, heißt es in der Aussendung. Allerdings seien die Auswirkungen von Wasserstoff auf die eigentlichen Speicher in der Erdgasinfrastruktur - die Untertage-Gasspeicher - noch nicht erforscht. Das wollen sich die Wissenschaftler nun ansehen.
Das Forschungsvorhaben bedarf noch des positiven Abschlusses der nötigen Genehmigungsverfahren. "Nach entsprechenden Voruntersuchungen ist die Durchführung eines Speicherversuchs an einer natürlichen Lagerstätte („in-situ") geplant“, teilte die RAG am Mittwoch mit. Bis 2016 soll das Projekt abgeschlossen sein. Beteiligt sind neben der RAG die Montanuni Leoben, die Universität für Bodenkultur Wien (BOKU), die Johannes Kepler Universität Linz (JKU), der Stromkonzern Verbund und das Prozesstechnikunternehmen Axiom. Am meisten Geld für das Projekt gibt die RAG aus, sie will später einmal unterirdische Speicher für erneuerbare Energie betreiben.

VIELE VERSCHIEDENE TECHNOLOGIEN

Der kontinuierliche Ausbau der erneuerbaren Energieträger schreitet voran. Gefragt sind vor allem technische Fortschritte bei Energiespeichern, um den neuen Anforderungen gerecht zu werden. Die Krux bei Windkraft, Solarenergie und Co. ist die Abhängigkeit vom Wetter, und die erzeugte Energie lässt sich nur schwer speichern. Ein Überblick über die Funktionsweise, die Vor- und Nachteile sowie mögliche Anwendungsfelder der wichtigsten verfügbaren Technologien:

KONDENSATOREN UND SPULEN:

In Kondensatoren und Spulen wird elektrische Energie ohne weitere Umwandlung gespeichert. Das ermöglicht hohe Wirkungsgrade, das heißt, es geht nur wenig Energie bei der Speicherung verloren. Zudem kann die Energie in weniger als einer Sekunde abgerufen werden. Allerdings sind Kondensatoren und Spulen mit mehren 10.000 Euro pro gespeicherter Kilowattstunde teuer. Sie eignen sich daher nur für Anwendungen, bei denen Energie für kurze Zeit sehr effizient gespeichert werden soll und dieser Speicherprozess möglichst mehrere hundertmal am Tag erfolgt.


SCHWUNGMASSENSPEICHER:

Bei Schwungmassenspeichern wird Energie in der Drehung eines schweren Rades gespeichert. Die Systeme zeichnen sich durch eine hohe Effizienz aus, können Energie aber nur für wenige Stunden speichern. Schwungmassenspeicher eignen sich besonders gut für die Stabilisierung von Stromnetzen im Bereich von einigen zehn Sekunden.


BATTERIEN:

Batterien ermöglichen das Speichern von relativ viel Energie auf kleinem Raum. Sie kommen bereits heute in vielen Anwendungen vor, beispielsweise in der unterbrechungsfreien Stromversorgung von Krankenhäusern oder in der Telekommunikation. In einer Batterie wird elektrische in chemische Energie umgewandelt. Batterien haben Wirkungsgrade von bis zu 95 Prozent, es geht also nur sehr wenig Energie verloren. Zudem kann diese in sehr kurzer Zeit abgerufen werden. Nachteil von Batterien sind die relativ hohen Kosten von 100 bis 1.000 Euro pro installierter Kilowattstunde. Batterien kommen vor allem für den Ausgleich von Schwankungen im Bereich von Stunden infrage. Aber auch für die Selbstversorgung von Häusern mit eigener Solaranlage sind Batterien interessant.

DRUCKLUFTSPEICHER:

In Druckluftspeichern wird Energie gespeichert, indem Luft sehr stark zusammengedrückt wird. Dafür eignen sich vor allem alte unterirdische Salzstöcke, wie es sie in Norddeutschland gibt. Bei der Speicherung geht etwa ein Drittel der Energie verloren. Druckluftspeicher liegen damit bei der Effizienz im Mittelfeld aller Speichertechnologien. Druckluftspeicher können gut genutzt werden, um Energie über mehrere Stunden abzugeben und damit Schwankungen im Tagesverlauf auszugleichen.

PUMPSPEICHER:

In einem Pumpspeicher wird Wasser einen Berg hinauf in einen Speichersee gepumpt. Bei Bedarf lässt man es durch Rohre wieder hinunterfließen und erzeugt dabei Strom. Dabei geht etwa ein Fünftel bis ein Viertel der Energie verloren. Pumpspeicherkraftwerke werden seit Jahrzehnten verwendet und schlagen mit etwa 20 Euro pro installierter Kilowattstunde zu Buche. In Deutschland gibt es einige technisch gut geeignete zusätzliche Standorte für neue Pumpspeicherkraftwerke, die aber politisch umstritten sind. Diskutiert wird auch die Möglichkeit, alte Bergwerke beispielsweise im Ruhrgebiet zu nutzen.


WASSERSTOFF - UND METHANSPEICHER:

Gasspeicher sind derzeit die einzig verfügbare Technologie, um große Mengen Energie über mehrere Monate zu speichern. Dabei wird im Verfahren „Power-to-Gas“ elektrischer Strom genutzt, um aus Wasser Wasserstoffgas zu erzeugen. Das kann in einem zweiten Schritt in Methan, also synthetisches Erdgas, umgewandelt werden. Charmanter Nebeneffekt: Methan kann über das bestehende Erdgasnetz transportiert werden und könnte so Engpässe im Stromnetz ausgleichen. Gasspeicher sind mit etwa 50 Cent bis zwei Euro pro installierter Kilowattstunde günstig. Größter Nachteil ist, dass bis zu zwei Drittel der Energie bei der Speicherung verloren geht.

 

 

Philipp Seibt, dpa