Ist Gas die Speicherlösung der Zukunft?

Gasdieb in China (National Geographic News)

 

Der letzte Beitrag zur Blogserie Speichertechnologien ist bereits eine Weile her. Nachdem nun das Thema Methanspeicherung wieder etwas in die Öffentlichkeit gerückt wurde (Artikel im Wirtschaftsblatt), ist das ein guter Zeitpunkt um auf dieses Thema einzugehen. Ich finde es übrigens sehr interessant, dass sich die Rohöl-Aufsuchungs AG (RAG) mit diesem Thema beschäftigt. Eindeutiger kann man wohl nicht sagen, dass die Ölära zu Ende geht. Das Bild sagt überdies auch einiges über die Energiezukunft aus.

Gas als Überbleibsel der fossilen Ära

Gas wird  bereits seit einiger Zeit als die einzig komplementäre (noch) fossile Energieform zu Erneuerbaren gehandelt. Auch der Energieexperte Claude Turmes vom Europäischen Parlament hat dies bei seiner Rede in Wien bei Konfliktfeld Energiepolitik zugeben müssen. Die Argumente sind einleuchtend: Kohle- und Atomkraftwerke haben schlichtweg eine zu lange Anlaufzeit, um die Fluktuationen im zukünftigen Energiemarkt ausgleichen zu können. Gaskraftwerke können einfach ein- und wieder ausgeschalten werden. Diese News sind nicht erfreulich, wenn das Gas aus Russland oder sonstwo herkommt, jedoch durchaus sinnvoll, wenn das Gas aus Überschüssen von Wind und Sonne hergestellt wird.

Natur speichert Energie auf diese Weise

Das Fraunhofer Institut forscht bereits seit einigen Jahren an dieser Technologie. Es ist bekannt, dass aus überschüssigem Strom Wasserstoff hergestellt werden kann. Um jedoch vorhandene Infrastruktur für die Verteilung nutzen zu können, muss dieser Wasserstoff in Methan umgewandelt werden.  Michael Sternler vom Kasseler Fraunhofer Institut erklärt das Verfahren in diesem Artikel folgendermaßen:

“Das Ganze ist ein chemischer Prozess, ein chemisches Verfahren, der Sabatier Prozess heißt. Man nimmt Wasserstoff und CO2. Die reagieren zusammen zu Kohlenstoffmonoxid und Wasser. Das Kohlenstoffmonoxid reagiert weiter mit einem anderen Teil vom Wasserstoff zu Methan, zu CH4 und dabei entsteht auch wieder Wasser. Das ist der gleiche Prozess, wie die Natur für lange Zeit Energie speichert.”

Natürlich geht in diesem Prozess ein nicht unbeachtlicher Teil der Energie verloren. Wenn aber in Zukunft zur Mittagszeit ein enormer Energieüberschuss im Netz ist, muss diese Energie entweder in überdimesionalen Glühbirnen verbrannt, oder damit eben Methan erzeugt, bzw. in anderen Speichern gelagert werden.

Speicherlösung für Industrie und Fernverkehr

Für mich klingt die Lösung sehr einleuchtend. Sie steht in meinen Augen auch in keinem Gegensatz zum Einsatz von Batterien und Elektroautos. Die kleinteiligen Strukturen (Häuser, Stadtverkehr) können mit der Kombination aus Elektrofahrzeugen als Speicher und kleinen Stromerzeugungsanlagen bedient werden (PV, Kleinstwasser und Windkraft). Die noch ungelöste Energielücke bei Industrie und Fernverkehr kann mit Methan, also künstlichem Erdgas gelöst werden. Erdgas-LKWs sind bereits Realität und die Unmengen an Strom, die die Industrie zu jeder Tageszeit benötigt, kann aus den Methanspeichern und Pumpspeicherkraftwerken bereitgestellt werden. Nicht zu vergessen, die Energiedichte, also der Platz den eine kWh eines Energieträgers einnimmt, ist bei Methan um das Dreifache kleiner als bei Wasserstoff.

Ach ja, um diversen Angriffen vorzubeugen: Das soll nicht bedeuten, dass ich deshalb für den Ausbau von Gasnetzen bin. In Österreich sind wir diesbezüglich bereits bestens versorgt (Stichwort: Infrastruktur bereits vorhanden) und wie gesagt muss die kleinteilige Versorgung ohnehin regional erfolgen.

Foto: Gasdieb in China | National Geographic News| China Newsphoto/Reuters/Corbis

 

Wasserstoffantrieb – abgeschrieben?

Kaum ist die E- Mobility dabei sich an der Wahrnehmbarkeitsschwelle vorbei an die mediale und öffentliche Aufmerksamkeit zu kämpfen , folgt schon die nächste Nachricht über alternative Antriebe.

Mercedes ist dabei, die B Serie mit Brennstoffzellen und E Motor auszustatten und zum Praxistest rund um die Welt zu schicken.Für die dafür notwendige ” Infrastruktur Wasserstoff” sorgt Linde.

Die ganze Idee wäre eine optimale Kombination von effizientem Elektromotor als Antrieb und umweltfreundlichem Speichermedium Wasserstoff, der via Brennstoffzelle in Strom verwandelt wird.

Eigentlich eine bestechende Idee.Die Frage ist nur, wo kommt die Energie her, die für die Erzeugung des Wasserstoffs benötigt wird- immerhin heißt das Verfahren Elektrolyse und braucht viel Strom- und wie kann die notwendige Infrastruktur aufgebaut werden.

Gerüchten zufolge scheint ein grosser Ölkonzern da schon strategische Überlegungen angestellt zu haben.

Oder aber , man könnte den Wasserstoff dezentral via Photovoltaik/ Windenergie nach einem System a la Fronius erzeugen und tanken.siehe:

http://www.oekoenergie-blog.at/2010/11/neue-wege-wasserstoff-und-mobilitat/

Was Mercedes so vorhat lesen Sie hier:

http://www.elektroniknet.de/automotive/news/article/75127/0/
Mercedes_startet_F-Cell_World_Drive/

http://www.sueddeutsche.de/auto/brennstoffzelle-bei-mercedes-der-stoff-aus-dem-die-traeume-sind-1.1058928

http://media.daimler.com/dcmedia/0-921-1086046-49-1363839-1-0-1-0-0-0-12639-1086040-0-1-0-0-0-0-0.html

http://www.daimler.com/dccom/0-5-1367004-49-1367032-1-0-0-1367069-0-0-135-0-0-0-0-0-0-0-0.html

Übrigens: Auch Honda und Toyota experimentieren mit der Brennstoffzelle

Man darf gespannt sein: jedenfalls scheint sich der Elektromotor durchzusetzen – fraglich ist lediglich das Energiespeichermedium.

Neue Wege Wasserstoff und Mobilität

Also bis vor kurzer Zeit habe ich dem Wasserstoff im Zusammenhang mit Mobilität eigentlich keine Chancen gegeben. Der Wasserstoff im Auto kommt seit 20 Jahren in 20 Jahren, war mein gängiger Slogan.

 Dann habe ich bei der Mostviertler Nachhaltigkeitskonferenz doch einen Vortrag von Fronius www.fronius.at über die neuesten Entwicklungen in der Anwendung der Brennstoffzelle in Verbindung mit Wasserstoff gehört.

Ausgegangen wird von der bereits entwickelten Technologie: Strom aus Fotovoltaik wird via Elektrolyse als Wasserstoff gespeichert, um  dann, wenn er benötigt wird, wieder via Brennstoffzelle erzeugt.So ist die Energiezelle Stationär entstanden.

Daraufhin hat man sich bei Fronius an die Entwicklung einer mobilien Brennstoffzelle gemacht, die mit Wasserstoff betrieben wird. Da hat man die Erfahrungen aus den System der stationären Wasserstofferzeugung/Stromspeicherung auch in die Mobilität mit eingebracht: Durch eine Fotovoltaikanlage wird Strom erzeugt, mit dem via Elektrolyse Wasserstoff zum Speichern produziert wird. Dieser wird dann , wenn benötigt , gleich wie bei einer Gastankstelle in eine mobile Kartusche eingefüllt. Diese Kartusche wird dann in ein Boot

oder einen Gabelstapler

    eingeschoben und dann mittels der eingebauten Brennstoffzelle Strom erzeugt. Der Antrieb erfolgt mittels  jahrelang schon bewährten Elektromotors. 

Ich weiß schon, dass diese Idee noch ein Zeiterl vom Auto entfernt ist, aber die Effizienz des Elektromotors mit der Sauberkeit einer Brennstoffzelle als Range Extender zu koppeln und die Energie für den Wasserstoff aus der Fotovoltaik zu erzeugen , das hat schon Charme!  Oder?

Und ich könnte mir vorstellen, dass das auch ein Konzept der Zukunft für LKW sein könnte, wo die Elektromobilität derzeit nicht wirklich annähernd alltagstaugliche Lösungen anzubieten hat.     

http://www.zukunftsprojektwasserstoff.at/typo/fileadmin/user_upload/download/Folder_HYDROGEN_deutsch.pdf

Die Containerschiffe der Zukunft fahren mit Brennstoffzellen, Solarenergie und Windkraft.

NYK Super Eco Ship 2030 Im internationalen Warenhandel spielt die Schifffahrt eine herausragende Rolle. Rund 90% aller Waren, die sich im internationalen Warenverkehr befinden, wurden zumindest für einen Teil der Strecke mit einem Schiff transportiert. Neben ökonomischen Faktoren liegt der Vorteil des Verkehrsträgers Schifffahrt vor allem auch in seiner Umweltfreundlichkeit.

CO2-Effizienzvergleich Schifffahrt, Eisenbahn und LKW-Transport

Die japanische Reederei NYK hat nun Superschiff der Zukunft vorgestellt, dass die CO2-Belastung der Güterschifffahrt weiter reduzieren soll. Angetrieben werden soll das 8.000-TEU-Containerschiff Eco Ship 2030 mit Wasserstoffzellen, Solarenergie und Windsegeln. Die Solarfläche umfasst 31.000 m2 und erstreckt sich fast über das ganze Schiff als Abdeckung der Container. 4.000 m2 große Segel sollen die Windkraft ausnutzen und wenn es keine Sonne oder Wind gibt, treibt die Brennstoffzelle das Schiff an. „Es ist kein Witz, es ist kein Spielzeug, aber es ist auch nicht nur ein Traum”, liest man auf der Website von NYK.