Aufrufe
vor 3 Jahren

4/5 | 2012

  • Text
  • Unternehmen
  • Umweltmagazin
  • Ifat
  • Entsorga
  • Energie
  • Wasser
  • Halle
  • Technik
  • Anlagen
  • Umwelt

Technik &Management

Technik &Management Erneuerbare Energien Bild: BMU/Udo Paschedag Bild 1: Offshore-Windparks liefern Energie, die zur Methanherstellung genutzt werden kann. Prof. Dr. Jürgen Schmid, Dr. Matthias Günther, Mareike Jentsch, Dr. Michael Specht, Gregor Waldstein, Reinhard Otten Klimaverträglich: Erneuerbares Methan Das Konzept erneuerbaren Methans beinhaltet die Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff durch die Elektrolyse von Wasser und die anschließende Verwendung des Wasserstoffs zur Methanisierung von Kohlendioxid. Die Methanisierung findetüber den Sabatier-Prozess statt. Die Gleichung der exothermen Reaktion, die unter Anwesenheit eines Katalysators erfolgt, lautet: CO 2 + 4H 2 CH 4 + 2H 2 O Wird fürden Elektrolyseschritt Strom aus erneuerbaren Quellen verwendet, handelt essich umerneuerbares Methan. Seine energetische Nutzung ist klimaneutral, da bei dessen Verbrennung nur die Menge von Kohlendioxid anfällt, die vorher zur Methanisierung verbraucht wurde. Erneuerbares Methan kann in derZukunftwichtige und vielfältige Funktionen im Energiesystemübernehmen. Erneuerbares Methan als Speichermedium Beruht die Stromerzeugung zukünftig zunehmend auf fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen, insbesondere auf Wind und Solarstrahlung, dann Erdgas besteht zum größten Teil aus Methan (CH 4 )und wird in unserem Energiesystem vielfältig in der Stromerzeugung, imVerkehrssektor und im Wärmesektor als Energieträger eingesetzt. Entsprechende Technologien sind ausgereift und eine umfassende Gasinfrastruktur mit Netzen und Speichern ist vorhanden. Die Verwendung von Erdgas ist jedoch nicht klimaneutral. Außerdem muss Deutschland das benötigte Erdgas zueinem sehr großen Teil importieren. Wird Methan aber mittels Strom aus erneuerbaren Quellen hergestellt –etwa in Windparks oder Biogasanlagen– dann kann dieses als vor Ort bereitstellbarer Brennstoff in klimaverträglicher Weise vielfältig im Energiesystem eingesetzt und gespeichert werden. müssen Wege eröffnet werden, genügend Leistung auchdann zurVerfügung zu stellen, wenn die Sonne nicht scheint und das Windangebotgering ist. Neben dem Ausbau weitreichender Verbundnetze, die Stromaus erneuerbaren Quellen aus Gebieten mit momentanem Überangebot inGebiete mit Leistungsmangel übertragen können, istder Ausbau von Energiespeichern unerlässlich, mit denenEnergieüberangebote für ZeitenmangelndenAngebotsverfügbar gemacht werden können. Dabei gibt es unterschiedliche Speichertypen mit verschiedenen Kapazitäts- und Leistungsprofilen. Die gegenwärtig wichtigste Großtechnologie zurEnergiespeicherung sind Pumpspeicherkraftwerke. Doch deren Kapazitäten sind zumindest in Deutschland sehr begrenzt. Die Speicherkapazität liegt bei etwa 40 Gigawattstunden (GWh) [1]; so viel Energie benötigt Deutschland inweniger als einerStunde.Das Potenzial für denweiterenAusbauist in Deutschlandebenfalls begrenzt. Eine weitere Speicheroption, die häufiger in Betracht gezogen wird, istWasserstoff. Für die Speicherung und Verteilung von reinem Wasserstoff gibt es jedoch keine ausgebaute Infrastruk- 60 UmweltMagazin April-Mai 2012

Bild 2: Das e-gas-Projekt von Audi tur.BeimEinsatz vonMethan zurEnergiespeicherung hingegen kann die bestehende Gasinfrastruktur mit den in ihr enthaltenen Speicherngenutzt werden [3] [4]. Diese Speicher haben etwa eine Kapazität von 220 Terawattstunden(TWh) chemischgebundenerEnergie. Bei Wandlung in elektrische Energie in effizienten GuD-Kraftwerken würde dergenerierteStrom ausreichen, um Deutschland mehr als zwei Monate lang mit Stromzuversorgen. Bild: Audi Neue Strategien für emissionsfreie Mobilität Erneuerbares Methan kann aucheine wichtige Rolle in derzukünftigen Mobilität spielen. Erdgasfahrzeuge sind in vielen Ländern verbreitet. Dass dabei auf ausgereifte Verbrennungsmotorentechnik zurückgegriffen werden kann, istein großer Vorteildes KraftstoffsErdgas, der anvielen der über 900 CNG (Compressed Natural Gas)-Tankstellen in Deutschlandmit beigemischtem Biomethan angebotenodersogar komplett durch dieses ersetzt wird. Erneuerbares Methan kann ebenso als Kraftstoff dienen. Audi verfolgtdiesen Weginseinem e-gas-Projekt, bei demerneuerbaresMethan mit dembeschriebenen Verfahren ACHEMA Frankfurt 18.06.–22.06./Halle 5.0 –Stand E13 UmweltMagazin April-Mai 2012 61

Ausgabenübersicht