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Speicherung von Überschussstrom: Wasserstoff soll bei Engpässen helfen

Windräder stehen oft still, wenn sie keinen Strom ins Netz einspeisen können. Zwei Konsortien in Deutschland wollen diese Windkraft nutzen, um Wasserstoff zu erzeugen und diesen ins Gasnetz einzuspeisen.

Ein Bericht von Wolfgang Kempkens veröffentlicht am
Schematische Darstellung von Wasserstoff-, Sauerstoff- und Wassermolekülen: Power-to-Gas soll nach 2030 im Gigawatt-Maßstab zur Verfügung stehen.
Schematische Darstellung von Wasserstoff-, Sauerstoff- und Wassermolekülen: Power-to-Gas soll nach 2030 im Gigawatt-Maßstab zur Verfügung stehen. (Bild: Werner Pluta/Golem.de)

Wenn Windstrom nicht verbraucht werden kann, werden ganze Windparks abgeschaltet. 2017 wurden aus diesem Grund allein im Gebiet des niederländisch-deutschen Stromnetzbetreibers Tennet, das von Schleswig-Holstein mitten durch Deutschland bis nach Bayern reicht, 3,9 Millionen Kilowattstunden nicht produziert. Weitaus mehr noch wurde vor allem ins Ausland weit unter Preis verramscht.

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Man hätte den überschüssigen Strom speichern können, um ihn in windschwachen Zeiten zu nutzen, aber Möglichkeiten wie Großbatterien gibt es kaum. Deshalb müssen Kohlekraftwerke einspringen, was einer der Gründe dafür ist, dass die Emissionen des schädlichen Klimagases CO2 nicht so schnell sinken, dass die Umwelt entlastet wird.

Für das Problem haben zwei Konsortien in Deutschland nun eine Lösung gefunden. Sie speichern Überschussstrom aus Wind-, aber auch aus Solarenergieanlagen künftig im Erdgasnetz. Pipelines und unterirdische Kavernen haben gigantische freie Kapazitäten. Strom, der keinen Abnehmer findet, soll dazu genutzt werden, um Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zu spalten. Letzterer lässt sich direkt ins Netz einspeisen, allerdings darf der Wasserstoffanteil zwei Prozent nicht übersteigen.

Das Erdgasnetz wird so zum Stromspeicher. Die Rohrleitungen müssen dazu nicht modifiziert werden. Das Erdgas-Wasserstoff-Gemisch, dessen Heizwert geringfügig unter dem von Methan liegt, kann überall in Deutschland entnommen werden, um in Erdgaskraftwerken Strom zu erzeugen, wenn Flaute herrscht und die Sonne sich rar macht. Windstrom wird auf diese Weise aus dem Norden Deutschlands in Form von Gas in den Süden transportiert, der nach dem Abschalten von Kern- und Kohlekraftwerken unter Strommangel leiden wird.

Zwei Großanlagen entstehen in Norddeutschland

Die beiden Konsortien sind der niederländisch-deutsche Stromnetzbetreiber Tennet mit den Gasversorgern Gasunie und Thyssengas und der Stromnetzbetreiber Amprion mit dem Gasversorger Open Grid Europe (OGE). Sie bauen in den nächsten Jahren Großanlagen mit einer Leistung von jeweils 100 Megawatt. Diese Anlagen werden in Niedersachsen küstennah und in Lingen im Emsland errichtet, jeweils an Standorten, an denen große Mengen an Strom aus Offshore-Windparks ankommen und Erdgasleitungen in Reichweite sind.

"Die deutschen Klimaziele, der Ausstieg aus der Kernkraft und der sich abzeichnende Kohleausstieg bedeuten eine enorme Herausforderung für unser Energiesystem", sagt der technische Geschäftsführer von Amprion, Klaus Kleinekorte. "Wir müssen daher jetzt die Voraussetzungen schaffen, damit uns Power-to-Gas nach 2030 im Gigawatt-Maßstab zur Verfügung steht."

Power-to-Gas bedeutet die Umwandlung von Strom in Wasserstoff. 2023 soll die Anlage, die die Partner "Hybridge" nennen, in Betrieb gehen.

20.000 Kubikmeter Wasserstoff pro Stunde

Bereits ein Jahr früher wird die erste Stufe der "Element eins" genannten Power-to-Gas-Anlage des konkurrierenden Konsortiums Wasserstoff produzieren. Im Endausbau wird sie pro Stunde 20.000 Kubikmeter liefern. Ähnlich sieht es bei Hybridge aus.

OGE will eine seiner Erdgasleitungen komplett auf den Transport von Wasserstoff umrüsten. Ein Teil davon fließt ins normale Netz. Element eins soll anfangs ausschließlich Wasserstoff erzeugen, der teilweise eingespeist und teilweise an einer Tankstelle verkauft wird. Damit sollen Elektroautos betankt werden, die ihren Strom aus Brennstoffzellen beziehen. Später ist auch eine Methanisierungsanlage geplant, in der aus Wasserstoff und Kohlendioxid, das aus Biogasanlagen kommt oder direkt aus der Luft gewonnen wird, synthetisches Erdgas erzeugt wird. Dieses kann unbegrenzt ins Netz eingespeist werden.

Flugzeuge fliegen indirekt mit Strom

Zudem ist geplant, einen Teil des Wasserstoffs in Benzin, Diesel und Kerosin umzuwandeln. Diese synthetischen Treibstoffe ersetzen Sprit auf der Basis von Erdöl. Der Vorteil: Alle Fahr- und Flugzeuge, die synthetische Treibstoffe tanken, werden ohne Umrüstung klimaneutral, weil sie unterwegs nur so viel Kohlendioxid freisetzen, wie bei der Herstellung des Treibstoffs verbraucht worden ist.

Beide Konsortien halten die Speicherung von Strom in Form von Wasserstoff für eine preiswertere Lösung als den Bau zahlreicher Großbatterien. Die Anlagen dürften jeweils 130 bis 150 Millionen Euro kosten. Die Betreiber wollen damit Erfahrungen für weit größere Wasserstofffabriken sammeln, die im nächsten Jahrzehnt gebaut werden sollen.



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bombinho 14. Mai 2019 / Themenstart

Es stehen zur gleichen Zeit existierende Speicher in vielen Haushalten herum zu der diese...

maen 08. Mai 2019 / Themenstart

Nach einer von Greenpeace veröffentlichten Studie (Leaking gas mains help to warm the...

Gamma Ray Burst 06. Mai 2019 / Themenstart

Pumpspeicherkraftwerke brauchen Berge, die gibt es an der Nordsee nicht. Man müsste den...

Ach 06. Mai 2019 / Themenstart

Wasserstoff ist tatsächlich der einzige Eigenheimen zur Verfügung stehende saisonale...

cpt.dirk 05. Mai 2019 / Themenstart

"[...]letzterer lässt sich direkt ins Netz einspeisen, allerdings darf der...

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