CO2 soll zur Speicherung erneuerbarer Energien beitragen

Ausgerechnet das als Klimakiller geächtete CO2 könnte bei der Energiewende eine wichtige Rolle spielen. Umgewandelt in Methan soll es zur Speicherung von Energie aus Solar- und Windparks beitragen, die nicht sofort gebraucht wird. Das Methan könnte man direkt ins europäische Erdgasnetz speisen, an Haushalte verteilen, in den Autotank füllen oder in Gaskraftwerken verfeuern.

Die Technische Universität München (TUM) startete am Donnerstag mit großen Unternehmen ein Projekt, das wesentliche Technologien von der Reinigung des Kohlendioxids bis zum Methan im Tank voranbringen will. Denn die nötigen Prozesse sind zwar nicht neu, aber für diese Anwendung in der Praxis noch nicht ausgereift.

"Wir haben in Deutschland die Energiewende beschlossen", sagt Prof. Bernhard Rieger vom Lehrstuhl für Makromolekulare Chemie der TUM. Klimaneutrale Techniken müssten nun rasch entwickelt werden. Bei dem mit 6,3 Millionen Euro vom Bundesforschungsministerium geförderten iC4-Projekt der TUM ziehen E.ON, Linde, MAN, Siemens, Clariant, Wacker Chemie und das Fraunhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik an einem Strang - jenseits möglicher Konkurrenzsituationen. "Das ist ein Zeichen, wie wichtig das Thema gesehen wird", sagt Rieger.

Erste Pilotprojekte in Planung

Auch in Stuttgart arbeiten Forscher am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) bereits an der Speichertechnologie "Power to Gas". Sie verfügen schon über eine transportable 25-Kilowatt-Pilotanlage, die in Stuttgart, im Hunsrück und im emsländischen Werlte getestet wurde. Eine Anlage mit zehnfacher Kapazität will das ZSW zusammen mit der Firma SolarFuel und dem Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (Iwes) im Sommer bauen; zudem sei im Auftrag von Audi in Werlte eine Anlage mit sechs Megawatt geplant - das ist etwa die Leistung von zwei Windanlagen. Rund 4000 Kubikmeter Methan am Tag sollen nach Angaben von ZSW-Sprecherin Claudia Brusdeylins produziert werden, fast industrieller Maßstab. Brusdeylins rechnet wie Rieger mit einer Marktreife bis 2015. "Es gibt ziemlich viele Interessenten."

Erneuerbare unterliegen großen Schwankungen

Denn ein Problem bei Strom aus erneuerbaren Energien sind die großen Schwankungen. Weht der Wind nicht, liefern Windräder keine Energie. Schiebt sich eine Wolke vor die Sonne, bricht die Produktion der Solarparks ein. Pumpspeicherkraftwerke, aus Naturschutzgründen oft umstritten, können das nicht ausgleichen. Zudem kann Wasserkraft wieder nur zur Stromversorgung eingesetzt werden. Gas - Methan oder Wasserstoffgas - können dagegen auch Diesel oder Benzin ersetzen.

Bisher konzentrieren sich die Bemühungen der Forscher weltweit auf Wasserstoff. Er wird unter anderem mit überschüssigem Sonnen- oder Windstrom durch Elektrolyse gewonnen. Seine Speicherung ist schwierig. Hoher Druck bis 700 bar oder sehr niedrige Temperaturen sind nötig, um sein Volumen etwa für Autotanks zu reduzieren.

Methan hat Vorteile - ist aber noch nicht wirtschaftlich

Bei Methan reicht ein geringerer Druck. Vor allem aber kann es vollständig - nicht wie Wasserstoff in geringer Konzentration - ins Erdgasnetz gespeist werden. "Deshalb sind wir im Forschungskonsortium der Meinung, dass Methan die Nase vorn hat", sagt Rieger. Allerdings sind nach der Wasserstoffherstellung weitere Schritte nötig: Der Wasserstoff und das CO2 müssen in Methan umgewandelt werden.

Auch in Stuttgart setzen die Wissenschaftler auf Methan. "Um es gleich vorweg zu nehmen: Im Moment ist es - abgesehen von Nischenanwendungen - nicht wirtschaftlich", sagt auch ZSW-Fachgebietsleiter Michael Specht. Eine Marktreife sei in einigen Jahren möglich. Es fehle aber an den politischen Rahmenbedingungen. Klimaneutral ist die Methode ohnehin nur, wenn das CO2 nicht aus einem Fabrikschlot, sondern aus erneuerbaren Quellen stammt.

Umweltschützer sehen in dem Modell eine attraktive Lösung, warnen aber vor zu großen Erwartungen. "Das ist ein Konzept, das nicht morgen ausgereift sein muss, sondern vielleicht in 15 Jahren", sagt Gerd Rosenkranz von der Deutschen Umwelthilfe in Berlin. Denn erst bei großen Anteilen von Wind- und Sonnenenergie am Strommix seien derartige Speichertechnologien unverzichtbar. Etwa 40 Prozent der Energie gehen den Stuttgarter Forschern zufolge bei der Umwandlung verloren. Das ist nur vertretbar, wenn es um ohnehin überschüssigen Strom geht. "Der Wirkungsgrad ist gering. Es lohnt in dem Moment, in dem man sonst nur die Alternative hat, die Windräder abzuschalten."