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Man nehme: Wasser, Strom und Kohlendioxid

Das Stuttgarter Unternehmen SolarFuel hat mit dem ZSW Baden-Württemberg ein Verfahren entwickelt, wie überschüssiger Öko-Strom gespeichert werden kann
Stuttgart, 14.02.2012 | 

Wenn es so kalt ist wie derzeit, wird der Strom knapp. Seit der Energiewende in Deutschland sind nur noch neun Kernkraftwerke am Netz. Deshalb werden alte Kraftwerke in Reserve gehalten oder sogar Strom zugekauft. Wind- und Solaranlagen sollen künftig diese Defizite ausgleichen. Sie produzieren viel, aber unregelmäßig Energie, die sich bislang nur kurzfristig und sehr aufwändig speichern lässt . Seit vielen Jahrzehnten suchen Wissenschaftler und Ingenieure nach Wegen, um Strom auf Vorrat anzulegen. Darin liegt ein großes Hindernis für eine rasche Energiewende. Das Stuttgarter Unternehmen SolarFuel hat eine ebenso einfache wie praktische Lösung entwickelt, Strom "haltbar" zu machen.

Region Stuttgart unter den Vorreitern

Gemeinsam mit dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und dem Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik hat SolarFuel ein viel versprechendes Konzept erarbeitet, mit dem sich Strom auf einfache und effiziente Weise speichern lässt. Gregor Waldstein hat das zukunftsweisende Unternehmen vor drei Jahren in Salzburg gegründet und ist 2010 nach Stuttgart übergesiedelt. "Hier in der Region haben wir mit dem ZSW, das über viel Kompetenz bei erneuerbaren Energie verfügt, einen idealen Kooperationspartner vorgefunden, um unsere Idee weiterzuführen."

Einfaches Funktionsprinzip

Bei dem Power-to-Gas genannten Verfahren wird Ökostrom in zwei Stufen in Erdgas umgewandelt. Dieses künstlich produzierte Methan lässt sich in bestehenden Speichern bevorraten und problemlos direkt in das bestehende Erdgasnetz einspeisen. Im ersten Schritt wird der zu diesem Zeitpunkt nicht benötigte Strom genutzt, um per Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen. Im zweiten Schritt wird der hoch flüchtige Wasserstoff mit Kohlendioxid in Methan verwandelt. Mit dieser Idee, die auf dem Weg zur Serienreife ist, wurde SolarFuel im vergangenen Jahr beim Wettbewerb "Land der Ideen" zum Bundessieger in der Kategorie Umwelt gekürt.

Sichere und wirtschaftliche Stromversorgung

Dem Vermarktungspotenzial des "grünen" Erdgases wird eine große Zukunft vorausgesagt. 2011 hatten erneuerbare Energien erstmals einen Anteil von 20 Prozent an der deutschen Stromversorgung. Bis 2050 soll dieser Anteil auf mindestens 80 Prozent steigen, so sieht es die Energiewende vor, die die Bundesregierung im vergangenen Jahr beschlossen hat. Auf diesem Weg müssen Zeiten von Windflaute und geringer Sonneneinstrahlung überbrückt werden. Als Speicher stehen bisher vor allem Pumpspeicherkraftwerke zur Verfügung, die nur einzelne Lastspitzen glätten können und über ein begrenztes Ausbaupotenzial verfügen. Das Erdgasnetz hingegen kann auch als saisonaler Speicher dienen.

Rückverwandlung in Strom

Das aus Strom gewonnene Erdgas lässt sich darüber hinaus ganz klassisch für Heizungen, in Blockheiz- oder Gaskraftwerken verwenden. Wird zusätzlicher Strom benötigt, lässt sich das Gas wieder in die Strom zurückverwandeln. Wenn die dabei entstehende Wärme genutzt wird, ergibt sich bei der Umwandlung von Ökostrom in Gas ein Energienutzungsgrad von rund 75 Prozent - ein ausgezeichneter Wert.

Auch der Mobilität könnte die zusätzliche Erdgasausbeute neuen Antrieb geben. Standen bislang beinahe ausschließlich Elektro-Autos im Visier, so könnten mit diesem Verfahren auch Erdgas-Autos einen höheren Marktanteil erreichen. Damit Autos künftig mit Erdgas aus erneuerbaren Energien klimaneutral über die Straßen rollen können, wird der umweltfreundliche Kraftstoff erstmals großtechnisch erzeugt.

Zukunft für das Erdgasauto

Solar Fuel baut derzeit für die Audi AG eine Pilotanlage in energiewirtschaftlich relevanter Größenordnung. Die weltweit erste Großanlage dieser Art wird 2013 in Betrieb gehen. Der Autohersteller plant im Rahmen seines e-gas project im nächsten Jahr die Markteinführung eines Erdgasautos mit einer Reichweite von 400 Kilometern. Die Anlage aus Stuttgart wird im niedersächsischen Werlte gebaut und soll 1,4 Millionen Kubikmeter in Erdgas-Normqualität pro Jahr produzieren. Das Kohlendioxid, das benötigt wird, um Methan zu erzeugen, liefert eine benachbarte Biogas-Anlage. Dies ist günstiger und effizienter als CO2 aus der Umgebungsluft zu generieren, wie es eine erste ZSW-Versuchsanlage in Stuttgart macht.

Kommerzialisierung der Technik ab 2015

Für noch größere Anlagen wären die Emissionen der Industrie ideale Kohlendioxidquellen - damit würde ein Schadstoff zum Rohstoff. Nach Berechnungen der Fraunhofer-Gesellschaft entstehen allein bei der Stahlerzeugung jährlich knapp 31 Millionen Tonnen, mit denen sich synthetisches Methan für 273 TWh Strom erzeugen ließe. Mit der Megawattanlage für Audi wird ein wichtiger Schritt zur Kommerzialisierung der Technik gemacht. Ab 2015 sollen die Power-to-Gas-Anlagen in Serie gehen, so Geschäftsführer Gregor Waldstein. "Die Module dieser Anlagen werden individuell angepasst und mit einer elektrischen Anschlussleistung von bis zu 20 Megawatt und einem Strom-Gas Wirkungsgrad von 60 Prozent arbeiten - ohne Wärmenutzung gerechnet", verspricht der SolarFuel-Geschäftsführer. Noch arbeitet die GmbH mit eigenem Geld und Risikokapitalgebern, die bei der Zukunftstechnik Schlange stehen. "Dieses Jahr ist eine weitere Finanzierungsrunde geplant," so Waldstein.

www.solar-fuel.net
audi-balanced-mobility.de/de/index.html

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