Sektorenkopplung mit Erneuerbaren Gasen - Universal-Energieträger für die Energiewende

Wasserstoff (H₂) spielt für die Verknüpfung der Sektoren Strom, Wärme und Verkehr („Sektorenkopplung“) eine wichtige Rolle. Das Gas kann in vielen Anwendungen genutzt werden, wie z.B. als Kraftstoff im Verkehr oder als Rohstoff in der Industrie. Es kann durch Einbindung von Kohlenstoff aus CO₂ auch weiter umgewandelt werden in synthetisches Methan (CH₄). Letzteres ist genauso vielseitig nutzbar wie herkömmliches Erdgas. Das zur Methanisierung benötigte CO₂ kann auch durch Biogasanlagen bereitgestellt werden, denn in Biogasanlagen entsteht konzentriertes CO₂. Die Produktion und Nutzungsmöglichkeiten von Power-to-Gas sowie die Methanisierung durch Biogas illustriert eine aktualisierte Infografik der AEE.

In Zukunft soll die Nutzung von Power-to-Gas-Technologien die mittel- und langfristige Speicherung von Energie ermöglichen und vor allem in Bereichen eingesetzt werden, wo eine direkte Stromnutzung nicht möglich ist, etwa zur Produktion von Hochtemperatur-Prozesswärme. Aufgrund der hohen Energieverluste bei den chemischen Prozessen sollte Strom jedoch entsprechend den Möglichkeiten bevorzugt direkt genutzt werden.

Die Anlagen können und müssen flexibel betrieben werden, um einerseits Netzengpässe zu vermeiden und andererseits den Anteil der Erneuerbaren Energien bei voller Versorgungssicherheit bis auf 100 Prozent zu steigern. Flexibilität bedeutet, dass die Stromerzeugung in Gaskraftwerken und Biogasanlagen ruht, sobald das Netz ausgelastet ist und die Anlagen genau dann einspringen, wenn Wind und Sonne fehlen. Um dies nutzen zu können, müssen verstärkt Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, wie z.B. BHKW an Biogasanlagen und in Wärmenetzen, mit hoher Leistung und mit Wärmepufferspeichern ausgestattet werden. Dann können flexibilisierte Systeme die ausscheidenden Kohle- und Kernkraftwerke ersetzen und die Energieversorgung sichern. „Eine erneuerbare Vollversorgung wird zukünftig auf die Flexibilität von Power-to-Gas angewiesen sein, die neben dem Wasserstoff heute schon mit Technologien der Bioenergie erfolgreich betrieben wird“, so Dr. Robert Brandt, Geschäftsführer der AEE. „Die Grundlage für den effizienten Einsatz von synthetischen Gasen bilden jedoch die Stromerzeugung aus Wind und Sonne, deren weiterer Ausbau gewährleistet sein muss.“

Weitere Informationen

Praxisbeispiele für flexible Bioenergieanlagen finden sich auf der Plattform www.energie-update.de der Agentur für Erneuerbare Energien (AEE).

Das Forum Synergiewende der AEE stellt auf www.forum-synergiewende.de die Vielseitigkeit der Sektorenkopplung dar. Der Bericht des Webinars „Möglichkeiten der lokalen Wirtschaftsförderung und des Strukturwandels durch Sektorenkopplung in Ostdeutschland“, welches am 18.und 19. Juni stattfand, stellt neben Power-to-Heat-Lösungen auch Wasserstoff-Beispiele vor.