grüne Gase

Power-to-Gas-Projekte in Deutschland – eine Übersicht

DOTI2010/alpha ventus

Mit ihren großen Offshore-Windparks entwickelt sich die Nordsee aktuell zu einem regelrechten Erneuerbaren-Energien-Hub. Hier kann Power-to-Gas eine wichtige Rolle spielen, um große Windstrommengen langfristig als Gas zu speichern und andernorts zur Verfügung zu stellen.

Power-to-Gas ist das Herzstück des Modal-Switch, das heißt der intersektoralen Verknüpfung der bestehenden Infrastrukturen. Optimal in das Strom- und Gasnetz eingebundene Power-to-Gas-Anlagen sind wahre Multitalente, die sektorenübergreifend und über Systemgrenzen hinweg wirken können.

Wie viele Einsatzmöglichkeiten es für Power-to-Gas gibt, zeigen zahlreiche Demonstrationsprojekte in Deutschland. Hier werden nicht nur technische und wissenschaftliche Fragen beantwortet, sondern es wird auch ganz praktisch demonstriert, wie sich der Einsatz von Power-to-Gas wirklich lohnt.

von Hans Rasmusson, DVGW e. V., Bonn

Ein Beispiel für den erfolgreichen Einsatz der Power-to-Gas-Technologie ist die Audi-E-Gas-Anlage in Werlte, bei der es sich um eines der ersten Projekte im industriellen Maßstab und damit eine der zurzeit größten Anlagen in Deutschland handelt. Aus erneuerbarem Wasserstoff und CO2 aus Biogas wird hier CNG-kompatibles Gas erzeugt. So zeigt der Anlagenbetreiber Audi ganz konkret, wie der Mobilitätssektor mit in Serie verfügbaren Autos und erneuerbarem Gas bereits heute kosteneffizient dekarbonisiert werden könnte.

Andere Anlagen wiederum blicken etwas weiter in die Zukunft der Mobilität, wie z. B. die in der Hamburger HafenCity. Seit 2012 betreibt Vattenfall hier eine Wasserstofftankstelle, mit der Brennstoffzellenbusse der Hamburger HOCHBAHN versorgt werden.
 


Durch Power-to-Gas das Stromnetz entlasten

Studien des DVGW haben gezeigt, dass ein besonders hoher Nutzen für das Stromnetz dann entsteht, wenn Power-to-Gas bereits auf der Verteilnetzebene zum Einsatz kommt. Gerade in ländlichen Gebieten ist die Stromproduktion aus erneuerbaren Energien oft sehr hoch, das Stromnetz jedoch eigentlich nicht dafür ausgelegt, große Strommengen aufzunehmen. Wird bereits hier durch dezentrale Power-to-Gas-Anlagen für die Speicherung der erneuerbaren Energien gesorgt, führt dies auch zu einer Entlastung der höheren Stromnetzebenen, was sich wiederum kostenmindernd auf den Stromnetzausbau auswirkt.

In Mainz wurde gezeigt, dass die Power-to-Gas-Technologie die technischen Bedingungen für diesen Einsatz erfüllt. Seit Juli 2015 hat die Anlage, die von der Linde Group, Siemens und den Stadtwerken Mainz mit wissenschaftlicher Begleitung der Hochschule RheinMain errichtet wurde, etwa 18.000 Kilogramm Wasserstoff produziert. Mit dieser Menge könnte ein Brennstoffzellenbus der Mainzer Verkehrsgesellschaft etwa sechs Jahre lang fahren oder 25 Einfamilienhäuser könnten mehr als ein Jahr klimaneutral beheizt werden. Das Besondere am Energiepark Mainz: Die Anlage ist die weltweit größte Anlage dieser Art und kann den zur Elektrolyse von Wasser notwendigen Strom zum Teil aus den vier benachbarten Windrädern der Mainzer Stadtwerke beziehen.
 


Die Anlage in Mainz zeigt auch, wie man eine Power-to-Gas-Anlage gleich für mehrere Zwecke nutzen kann. Neben der Einspeisung ins Gasnetz – über das nicht nur die Gasspeicher, sondern auch alle Sektoren erreichbar sind, wurde hier auch die Direktversorgung der Industrie und einer Wasserstofftankstelle realisiert. Mit solchen kombinierten Ansätzen lassen sich die Auslastung der Anlage maximieren, der Nutzen maximieren und somit Kosten sparen.

Im Verbundprojekt HYPOS werden mehrere Studien und Projekte miteinander verknüpft, um die komplette Wertschöpfungskette von der Erzeugung über Transport und Speicherung bis zum Einsatz von grünem Wasserstoff in Industrie, Mobilität und der urbanen Energieversorgung abzubilden. Hierfür werden das Strom- und Gasnetz, Gasspeicher und Wasserstoff-Pipelines zu einer intelligenten Infrastruktur der Stromerzeugung, Wasserstoffgewinnung, des Transports und der Speicherung vernetzt. Im Netzgebiet der MITNETZ GAS wird in diesem Zusammenhang z. B. die Entwicklung einer Wasserstoff-Verteilnetzinfrastruktur aus ökonomischer, sicherheitstechnischer und ökologischer Perspektive untersucht und bewertet.

Mit Power-to-Gas große Windstrommengen speichern

Aber mit Power-to-Gas können nicht nur dezentrale und kleinmaßstäbige Ansätze realisiert werden. Mit ihren riesigen Offshore-Windanlagen entwickelt sich die Nordsee derzeit zu einem regelrechten Eneuerbaren-Energien-Hub. Gleichzeitig ist auch hier die Gasinfrastruktur bereits gut etabliert und in Norddeutschland sind viele Gaskavernenspeicher vorhanden. Hier kann Power-to-Gas auch im großen Maßstab eine wichtige Rolle spielen.

Dies sind nur einige Beispiele für erfolgreiche Power-to-Gas-Projekte. Eine komplette Übersicht der Power-to-Gas-Landschaft in Deutschland zeigt eine entsprechende Landkarte des DVGW.

Deutschland war und ist Vorreiter bei der Weiterentwicklung der Power-to-Gas-Technologie für den Einsatz in der Energiewende. Dadurch ist Power-to-Gas heute weit über den Entwicklungsstatus hinaus. Die Technik funktioniert und ist sofort einsatzbereit, die Herausforderung besteht nun darin, die Anlagen in die betriebswirtschaftliche Praxis zu bekommen. Der Hemmschuh sind hier die derzeitigen gesetzlichen Rahmenbedingungen, die eine system- und sektorenübergreifende Technologie wie Power-to-Gas nicht berücksichtigen. Schon kleine Anpassungen der Netzentgelte und Letztverbraucherabgaben könnten hier den entscheidenden Unterschied machen und erste kommerzielle Einsätze ermöglichen.

Der DVGW spricht sich außerdem für eine gemeinsame Strom- und Gasnetzplanung aus, um den volkswirtschaftlichen Nutzen des Modal-Switch bereits in der Planungsphase zum Tragen kommen zu lassen. So könnte Deutschland sich bei dieser bahnbrechenden Technologie nicht nur die weitere Technologieführerschaft sichern, sondern gleichzeitig die Energiewende kosteneffizient meistern.

Über den Autor

Hans Rasmusson  arbeitet als Hauptreferent Technologie und Innovationsmanagement beim DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein in Bonn.

Tel.: 0228 9188-843
E-Mail: rasmussondvgwde
Linkedin: Hans Rasmusson
Website: www.dvgw.de