Weiterer Schritt für eine erfolgreiche Energiewende

STORE&GO Methanisierungsanlage in Falkenhagen, Brandenburg; © UNIPER

Essenzieller Baustein für eine integrierte Energiewende: Power-to-Gas-Technologie ermöglicht, den Energiebedarf der Sektoren Wärme, Verkehr und Industrie CO₂-arm zu decken
Europäisches Forschungsprojekt STORE&GO demonstriert technische Machbarkeit des Power-to-Gas-Prozesses einschließlich Methanisierung
Weiterentwicklung der Technologie eröffnet klima- und wirtschaftspolitische Chancen

Nachdem die Power-to-Gas Anlage im brandenburgischen Falkenhagen im Mai 2018 um eine Methanisierungsstufe erweitert wurde, wird nun seit kurzem synthetisches Erdgas – Methan – ins Erdgasnetz eingespeist. Damit konnten die Partner des internationalen Forschungsprojekts STORE&GO die technische Machbarkeit des Power-to-Gas-Prozesses von der Elektrolyse über die Methanisierung bis zur Einspeisung von „grünem“ Gas in das Erdgasnetz demonstrieren. Bisher wurde von der Power-to-Gas-Anlage in Falkenhagen reiner Wasserstoff ins Erdgasnetz eingespeist. Inzwischen produziert die Anlage pro Tag bis zu 1.400 Kubikmeter synthetisches Methan (SNG), was in etwa einer Energiemenge von 14.500kWh entspricht. Mit dieser Energiemenge könnten 200 CNG-Fahrzeuge der Golfklasse etwa 150 km pro Tag fahren. Die Methanisierung ist für den Dauerbetrieb ausgelegt und erzielt dabei konstant eine sehr hohe Einspeisequalität. Zur Erzeugung des grünen Methans wird der regenerativ erzeugte Wasserstoff mit CO₂ aus einer Bio-Ethanol-Anlage zu Methan, d.h. synthetischem Erdgas, umgewandelt. Die beim Prozess entstehende Wärme wird außerdem von dem benachbarten Furnierwerk genutzt.

Grünes Methan kann zukünftig einen wichtigen Beitrag zum Gelingen der Energiewende leisten. Denn Wind- und Sonnenenergie unterliegen in ihrer Verfügbarkeit starken natürlichen Schwankungen, die in Spitzenzeiten zur Abschaltung ihrer Erzeugungsanlagen führen kann. Große Potentiale zur Versorgung des Landes mit natürlichem und günstigem Strom gehen dabei verloren. „Grünes“ Methan schließt diese Lücke: Es kann vielfältig eingesetzt werden, zum Beispiel als Kraftstoff, zur Erzeugung von Wärme und Strom in Kraftwerken oder im Haushalt und als Rohstoff für die chemische Industrie. Gleichzeitig eröffnet es durch die uneingeschränkte Nutzung der vorhandenen Erdgasinfrastruktur neue Möglichkeiten für den Transport und die Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen. Die so gespeicherte Energie steht immer bedarfsgerecht bereit, auch dann, wenn Sonne und Wind nicht im erforderlichen Umfang verfügbar sind.

Im Projekt STORE&GO arbeiten 27 Partner aus sechs Ländern zusammen, um die Möglichkeiten der Integration von Power-to-Gas-Anwendungen in das europäische Energienetz zu untersuchen und vor allem die Methanisierung von Wasserstoff als wichtigen Bestandteil einer integrierten Energiewende voranzutreiben.

csm_storego-ansicht-methanisierung-hr_4bea3d109d — STORE&GO Methanisierungsanlage in Falkenhagen, Brandenburg; © UNIPER

Gemeinsam mit Betreiber Uniper und den Standortpartnern thyssenkrupp Industrial Solutions, der DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des KIT und dem Teilinstitut Chemische Energieträger – Brennstofftechnologie des Engler-Bunte-Instituts am KIT als Verfahrensentwickler wurde die Anlage realisiert. In den kommenden Monaten sollen weitere Arbeiten zum Test und zur Optimierung der Technologie durchgeführt und Betriebserfahrungen gesammelt werden.

Eckhardt Rümmler, Chief Operating Officer von Uniper, sagt: „Das Gasnetz und Gasspeicher sind auf lange Sicht die einzig verfügbare Technik, um große Mengen Energie aus erneuerbaren Quellen saisonal zu speichern. Gleichzeitig leistet Power-to-Gas einen Beitrag zur Senkung von CO₂-Emissionen, indem Kohlendioxid als Rohstoff für die Methangewinnung genutzt wird. Damit die Technologien zukünftig ihr volles Potenzial entfalten können, bedarf es einer schrittweisen Umstellung des Erdgasnetzes auf grünes Gas. Entscheidende Voraussetzungen hierfür sind, dass der verwendete Strom von Letztverbraucherabgaben befreit und die CO₂-Einsparung in den Sektoren Verkehr und Wärme angerechnet wird.“

Helmut Knauthe, Chief Technology Officer, thyssenkrupp Industrial Solutions, sagt: “Mit der nun gestarteten, erfolgreichen Betriebsphase unserer Methanisierungsanlage haben Wissenschaft und Industrie gezeigt, dass die Speicherung von erneuerbarer Energie durch Power-to-Gas im großen Stil möglich ist. Nun geht es darum, gemeinsam mit der Politik entsprechende Rahmenbedingungen für umfassende Systemlösungen zu schaffen und infrastrukturelle Fragen zu beantworten. Eine Weiterentwicklung der Technologie schafft industriepolitische Chancen und kann langfristig Wettbewerbsvorteile in Deutschland und Europa sichern.“

Professor Thomas Kolb, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), sagt: „Von der Elektrolyse mit Windenergie, über die Methanisierung bis zur Verteilung und Speicherung bildet die PtG-Pilotanlage in Falkenhagen nun alle Schritte des Power-to-Gas-Prozessweges ab. Mit der erfolgreichen Direkteinspeisung in das Erdgasnetz haben wir gezeigt, dass die klimafreundliche Power-to-Gas-Technologie für den technischen Einsatz bereit ist. Mit unserem innovativen Wabenreaktor für die Methanisierung konnten wir einen wesentlichen Beitrag dazu leisten.“

Über STORE&GO

Im Rahmen von Horizon 2020, dem Forschungs- und Innovationsprogramm der Europäischen Union, wurde 2016 das internationale Projekt STORE&GO lanciert. Im Zentrum der Forschung steht die Herstellung erneuerbarer Gase über den Schritt der Methanisierung und die Speicherung in einem industriellen Umfang, um einen wirtschaftlichen Betrieb zu ermöglichen. Berücksichtigt werden neben technologischen auch ökonomische und rechtliche Fragen. Geforscht wird anhand von drei unterschiedlichen Power-to-Gas-Konzepten an drei Standorten in Deutschland (Falkenhagen, Brandenburg), Italien (Troia, Apulien) und der Schweiz (Solothurn). Der DVGW, vertreten durch die DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), ist Koordinator von STORE&GO. Das Projekt hat eine geplante Laufzeit von vier Jahren (2016-2020) und ein Gesamtbudget von ca. 28 Mio Euro, wovon ca. 18 Mio Euro durch die EU gefördert werden.