grüne Gase

Dezentrale Power-to-Gas-Anlage für Klimaschutz im Altbau

swa - Thomas Hosemann

Gemeinsam mit der Wohnbaugruppe Augsburg (WBG) gehen die Stadtwerke Augsburg einen neuen Weg bei der Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien.

In Augsburg wurde in eine bestehende Wohnanlage eine Power-to-Gas-Anlage eingebaut. Zusätzlich liefert eine neue Fotovoltaik-Anlage emissionsfreien Strom direkt an die Bewohner. Überschüssiger Sonnenstrom und günstiger Ökostrom aus dem Stromnetz werden mittels eines Elektrolyseurs in regeneratives Erdgas umgewandelt und gespeichert.

Die bei der Umwandlung von erneuerbarem Strom in Gas entstehende Wärme kann so unmittelbar für das Gebäude genutzt und der Wirkungsgrad der Power-to-Gas-Technologie gesteigert werden.

Ein BHKW nutzt das regenerative Erdgas zur Erzeugung von erneuerbarer Wärme und Strom, wenn die Fotovoltaikanlage keinen Strom liefert. Das aus der Verbrennung im BHKW entstehende CO2 wird gespeichert und im Kreislauf als Wertstoff zur weiteren Produktion von regenerativem Erdgas verwendet.

Mit dem neuen Energieversorgungskonzept werden die Emissionen von CO2, NOx und Feinstaub um bis zu 100 Prozent verringert. Dadurch können bereits heute für 2030 bzw. 2050 avisierte Klimaschutzstandards erreicht werden.

von: Karl-Heinz Viets, Stadtwerke Augsburg

Zusammen mit der Wohnbaugruppe Augsburg (WBG) haben die Stadtwerke Augsburg (swa) ein Pilotprojekt umgesetzt, in dem überschüssiger erneuerbarer Strom in Erdgas umgewandelt und gespeichert wird. Erstmals bauen die Stadtwerke dazu eine dezentrale Power-to-Gas-Anlage in eine seit 1974 bestehende Wohnanlage ein. Das Gebäude, das von der Wohnbaugruppe im Vorfeld umfassend saniert wurde, soll zukünftig nicht mehr wie bisher mit Öl, sondern hauptsächlich mit Energie aus der Power-to-Gas-Anlage versorgt werden. Das Energieversorgungskonzept umfasst zudem eine 150 kWp-Fotovoltaikanlage, zwei Brennwertthermen, ein Blockheizkraftwerk, eine Wärmepumpe, einen Batteriespeicher sowie Speicher für Kohlendioxid (CO2), Erdgas und Sauerstoff.

Initiiert wurde das Pilotprojekt von der Projektentwicklungsgesellschaft energy forever, für die Entwicklung des Konzepts zeichnet das Rostocker Unternehmen EXYTRON verantwortlich. Der Startschuss für das Projekt war im Frühjahr, im Herbst 2018 soll die Anlage bereits in Betrieb genommen werden. Nach einer Auswertung werden dann evtl. weitere Gebäude mit der neuen Technik ausgestattet.

Grüner Strom wird direkt im Keller als Erdgas gespeichert

Ein Vorteil der Anlage gegenüber zentralen Power-to-Gas-Anlagen liegt darin, dass die Abwärme, die bei der Erzeugung von synthetischem Erdgas entsteht, in den Wärmekreislauf eingespeichert wird. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist die Möglichkeit, regenerativ erzeugten Strom durch die Umwandlung in synthetisches Erdgas direkt vor Ort zu speichern.

Ab September 2018 wird auf dem Dach eines Wohnblocks der Anlage mit knapp 5.400 Quadratmetern Wohnfläche zusätzlich eine Fotovoltaikanlage installiert. Der von ihr erzeugte Strom wird bevorzugt für die Mieter zur Verfügung gestellt. Was übrig bleibt, wird dazu genutzt, um in der Power-to-Gas-Anlage mittels Elektrolyse Wasserstoff zu erzeugen. Der Wasserstoff wird anschließend mit Kohlendioxid zu synthetischem, regenerativem Erdgas umgewandelt und kann so problemlos gespeichert werden. Mit dem so gewonnenen Gas kann in dem Blockheizkraftwerk und in den Brennwertthermen bei Bedarf wieder Wärme und Strom für die Mieter erzeugt werden.

Bei dem System handelt es sich damit um einen geschlossenen Kreislauf. Die Abwärme aus der Elektrolyse und der anschließenden Methanisierung wird ebenfalls als Wärme für das Haus genutzt; das freiwerdende CO2 aus der Verbrennung im Blockheizkraftwerk und den Brennwertthemen wird wiederum in einem CO2-Speicher gesammelt und für die Produktion von synthetischem Erdgas aus dem in der Elektrolyse gewonnenen Wasserstoff eingesetzt. Zudem entstehen bei der Verbrennung von regenerativem Erdgas kein Stickoxid und keine Feinstäube. Das Besondere ist, dass sich der Strom aus der Fotovoltaikanlage, aber auch überschüssiger Strom aus dem Stromnetz mithilfe der Power-to-Gas-Anlage kurzfristig und saisonal speichern lässt, und weil jegliche Wärme, die bei dem Prozess erzeugt wird, im Gebäude genutzt werden kann, ergibt sich ein Nutzungsgrad von rund 87 Prozent.
 


Die Stadtwerke betreiben die Anlage über einen Contracting-Vertrag mit der Wohnbaugruppe Augsburg. Darin ist gewährleistet, dass die Mieter keine Kosten aus der Anlage zu tragen haben. Hierzu wurde eine Kostenneutralitätsberechnung für die Wohnbaugruppe erstellt. Dabei werden die Kilowattstundenkosten der Altanlage denen der Neuanlage gegenübergestellt. Durch die Generalsanierung der Wohnbaugruppe und die neue effiziente Wärmeerzeugung reduziert sich nicht nur die benötigte Wärmemenge für das Gebäude um mehr als die Hälfte, sondern auch die jährlichen Wärmekosten werden halbiert. Bei der Umstellung von klassischer Öllieferung auf Wärmelieferung durch die Stadtwerke wird bei der Kostenneutralität nicht betrachtet, dass der Verbrauch durch die effizientere Anlage und den Anlagenbetrieb weniger wird. Lediglich die Mieterhöhung nach der Sanierung wird an die Mieter weitergegeben.

Die Klimaschutz-Lösung besonders für Altbauten

Der CO2-Fußabdruck des alten, sanierten Gebäudeblocks kann durch das neue Energieversorgungskonzept auf das Niveau eines Passivhaus-Plus-Standards absenkt werden – ein Novum im Bereich der Bestandsbauten. Besonders bei Altbauten war es bisher ein Problem, die Klimaschutzvorgaben einzuhalten. Mithilfe der Power-to-Gas-Technologie kann nun ein Klimaschutz-Standard, der erst für das Jahr 2050 vorgesehen ist, bereits heute für ältere Bestandsbauten erreicht werden. „Die innovative Smart-Energy-Technologie (SET) der Firma EXYTRON reduziert den Ausstoß von CO2, Stickstoffoxid und Feinstaub um bis zu 100 Prozent. Sie ist daher ein enormer Gewinn für den Klimaschutz“, so Stadtwerke-Geschäftsführer Alfred Müllner. Und Augsburgs Oberbürgermeister Dr. Kurt Gribl freut sich, „dass dieses Projekt als Kooperation von zwei städtischen Unternehmen umgesetzt wird.“

„Das absolute Highlight für mich ist, dass sich die Anlage ohne großen Aufwand in bestehende Gebäude einbauen lässt“, betont Dr. Mark Dominik Hoppe von der Wohnbaugruppe Augsburg. Wenn der Selbstversorgerzyklus unterbrochen sein sollte, sorgen Strom und Gasanschluss dafür, dass trotzdem Energie und Wärme verfügbar sind. „Das attraktivste für unsere Mieter ist aber, dass trotz umweltfreundlicher Versorgung der Energiepreis stabil bleibt“, so Hoppe.

Über den Autor:
Karl-Heinz Viets ist Abteilungsleiter Energiedienstleistungen bei der Stadtwerke Augsburg Energie GmbH.

Kontakt:
Stadtwerke Augsburg Energie GmbH
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Tel.: 0821 6500-8009

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