Challenge
Die fluktuierende Einspeisung erneuerbarer Energien stellt eines der größten Probleme des Energiesektors dar. Sonnenenergie ist von sonnigem Wetter ohne Wolken abhängig, während Windenergie nur erzeugt werden kann, wenn der Wind stark genug ist, um die Windräder anzutreiben. Die Herausforderung liegt in der Tatsache, dass Angebot und Nachfrage nicht aufeinander abgestimmt und daher Energiespeicherlösungen erforderlich sind, die die Einführung einer zusätzlichen erneuerbaren Energiequelle ermöglichen. Gegenwärtig werden ca. 20-30 % der erneuerbaren Energien verschwendet, da das Stromnetz kein Gleichgewicht zwischen Produktion und Nachfrage herstellen kann.
Lösung
Daher sind langfristige und umfassende Energiespeicherlösungen erforderlich, um diese überschüssige oder andernfalls verschwendete Energie aus erneuerbaren Quellen nutzen zu können. Die Power-to-Gas Technologien bieten eine solche Lösung durch die Elektrolyse von Wasser in Wasserstoff und die anschließende Umwandlung von Kohlendioxid in erneuerbares Methangas mit Netzqualität. Das erneuerbare Methangas kann in die bestehenden Erdgasleitungen zur Speicherung und Verteilung eingespeist werden und dann zu Heizungs-, Transport- oder Industriezwecken genutzt oder in erneuerbare Elektrizität zurückverwandelt werden.
So funktioniert‘s
Erneuerbare Energie wird zur Stromversorgung eines Elektrolyseurs eingesetzt, der Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spaltet. Wasserstoff und C02 durchlaufen eine biokatalytische Reaktion in einzelligen Mikroorganismen, sogenannten Archaen. Das Ergebnis dieser Reaktion ist die Produktion von Biomethan, das in das Gasnetz eingespeist wird.
Zusätzlicher Vorteil
Dieser Prozess zur Erzeugung von Biomethan weist verschiedene Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen thermochemischen Methanisierungsprozessen auf:
- Er ermöglicht den Einsatz von gemischten CO2-Gasquellen, wie unbehandeltes Biogas
- Er bietet eine hohe Flexibilität im Vergleich zu Wind- oder Solaranlagen
- Geringe Investitionsausgaben (CAPEX) und Betriebskosten (OPEX) dank gemäßigter Betriebsbedingungen (65°C, 10 barg).
Die Reaktion ist auch eine Art der Dekarbonisierung, denn sie trägt dazu bei, Kohlendioxid zu binden, das andernfalls in der Atmosphäre freigesetzt werden und zur globalen Erderwärmung beitragen würde.
Und schließlich wird sich die Erzeugung von erneuerbarem, kohlenstoffarmem Gas in großem Maßstab im Rahmen der Energiewende als eine ideale Lösung für den Ersatz von fossilem Gas durch vollständig erneuerbares Gas erweisen.
Reifegrad
Level 1: POC (Proof-of-Concept) oder Test im Labor
Level 2: Unter Realbedingungen getestet
Level 3: Bereits eingesetzte Lösung
