01. November 2014
Speicherung elektrischer Energie aus regenerativen Quellen im Erdgasnetz – Wasser-Elektrolyse und Synthese von Gaskomponenten (BMBF-gefördert)
Um die Klimaziele der Bundesrepublik Deutschland zu erreichen, muss der Ausbau der erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung weiter vorangetrieben werden. In Deutschland weisen Wind- und Sonnenenergie die größten Potenziale auf. Die Erzeugung elektrischer Energie durch Wind und Sonne unterliegt jedoch starken zeitlichen Schwankungen. Da im Stromnetz zu jeder Zeit genau so viel Energie entnommen wie eingespeist werden muss, steigt die Notwendigkeit, mit zunehmender Nutzung erneuerbarer Energien zum Ausgleich große Mengen an elektrischer Energie flexibel ein- und ausspeichern zu können. Die vorhandenen Speichervarianten für elektrische Energie sind jedoch aus den verschiedensten Gründen zur mittel- bis langfristigen Speicherung ungeeignet oder die verfügbare Kapazität ist unzureichend.
Neben der direkten Einspeisung von Wasserstoff in das Gasnetz ist die Erzeugung synthetischen Methans (SNG) mit CO2, z. B. aus Biogasanlagen, eine weitere Möglichkeit, den überschüssigen regenerativen Strom zu nutzen.
Das Ziel des Verbundprojekts ist die Entwicklung eines kurzfristig umsetzbaren Konzepts zur chemischen Speicherung der durch Wind und Photovoltaik fluktuierend anfallenden elektrischen Energie in Form von SNG („Substitue Natural Gas“ = Erdgas-Ersatzgas). Dabei soll CO2 die wichtige Rolle der Kohlenstoffquelle spielen.
Neben dem Aspekt der Energiespeicherung soll das Projekt die chemische Nutzung von CO2 zur katalytischen Synthese von Kohlenwasserstoffen für den Einsatz als Energieträger oder als Grundstoff in der chemischen Industrie untersuchen.In der geplanten Prozesskette soll in einem Druckelektrolyseur Wasserstoff erzeugt werden, der anschließend zur Synthese von Methan als chemischer Energiespeicher genutzt wird. Zur Wasserstoff-Erzeugung wird eine hocheffiziente Elektrolyse (PEM-Elektrolyse) eingesetzt. Diese reagiert sehr schnell auf Leistungsänderungen der Stromversorgung. Dies ist eine der Grundvoraussetzungen zur Kopplung mit der regenerativen Stromerzeugung. Die kompakte Konstruktion und der einfache Aufbau des PEM-Systems erleichtern die druckfeste Auslegung des Elektrolyseurs.
Dieses Grundlagenprojekt wird aus Mitteln des Bundesforschungsministeriums (BMBF) gefördert.
Weitere Informationen unter:www.chemieundco2.de
Dieser Forschungsbericht entstand im Forschungscluster Biogas. Zur Themenseite Erneuerbare Gase
