Windgas – oder wie man mit fluktuierendem Ökostrom eine sichere Energieversorgung ermöglicht

Wind- und Solarkraft sind wichtige Träger der regenerativen Stromerzeugung. Problematisch ist, dass bei diesen Technologien die Stromproduktion je nach Wetter schwankt. Gleichzeitig schwankt auch die Stromnachfrage der Konsumenten, je nach Jahres- und Tageszeiten. Das Kunststück besteht nun darin, Angebot und Nachfrage in Einklang zu bringen. (Dies ist Voraussetzung für eine sichere und vollständig regenerative Stromversorgung.) Derzeit wird unter dem Stichwort „Windgas“ eine neue Technologie erprobt, die diese Probleme lösen könnte.

Windstrom wird zu Windgas

Die oben beschriebenen Probleme können künftig noch besser gelöst werden, wenn die in Wind- und Solarstrom enthaltene Energie in irgendeiner  anderen, umweltfreundlichen Form gespeichert werden kann. Ein bekanntes Beispiel für eine solche Speichertechnologie sind Pumpspeicherkraftwerke. Solche Pumpspeicherkraftwerke existieren bereits in Deutschland, haben bislang jedoch noch eine viel zu geringe Kapazität.
Ein neues Speicherkonzept stellt darauf ab, Windstrom in synthetisches Erdgas umzuwandeln. In einem Elektrolyseverfahren wird mit Hilfe des Windstroms Wasser in seine Grundbestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der Wasserstoff wird dann in einem zweiten Schritt mit CO2 zu Methan (CH4) umgewandelt, wodurch synthetisches Erdgas entsteht. Dieses Erdgas kann anschließend ins deutsche Erdgasnetz eingespeist und damit gespeichert werden. Der Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Strom zu Erdgas beträgt über 60 Prozent. Die Grundlagen der verwendeten Technik stammen von den Forschungsinstituten ZSW und Fraunhofer IWES.

Das Verfahren wird derzeit von zwei Firmengruppen in der Praxis erprobt. Der Energieversorger Greenpeace Energy plant ab 2012, Windgas zu verkaufen. Weitere Anwender der Windgas-Technologie sind die Juwi-Gruppe und die SolarFuel GmbH. Die beiden Firmen haben zusammen eine Windgasanlage in der Morbacher Energielandschaft im Hunsrück installiert.

Die Windgas-Technologie als Problemlöser

Die Windgas-Technologie (die selbstverständlich auch mit Solarstrom betrieben werden kann) bietet ein großes Potential und löst verschiedene Probleme auf dem Weg zu einer vollständig regenerativen Energieversorgung:

  • Mit dem deutschen Gasnetz wird ein gigantischer Speicher erschlossen. In ihm können 514 Terawattstunden (TWh) Energie gespeichert werden. Zum Vergleich: die aktuell in Deutschland vorhandenen Pumpspeicherkraftwerke können lediglich 0,6 TWh speichern. Die Speicherfähigkeit des Gasnetzes würde ausreichen, um für zwei bis drei Monate die gesamte Stromversorgung Deutschlands zu übernehmen. „Über die Strom-Gasnetz-Kopplung erschließen wir die größte Speicherinfrastruktur, die wir in Deutschland haben. Der gesamte Ökostrom von 2010 bräuchte gerade mal ein Viertel der vorhandenen Gasspeicherkapazität“, sagt Sterner vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Systemtechnik (IWES).
  • Windgas lässt sich für viele Anwendungen einsetzen. Es kann in Gaskraftwerken und Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen rückverstromt werden. Im Mobilitätssektor kann es Gasfahrzeuge antreiben. Im Wärmesektor kann es zum Kochen oder Heizen eingesetzt werden. Die Windgas-Technologie verbindet somit Märkte für Strom, Wärme und Mobilität miteinander.
  • Windgas ermöglicht eine wetterunabhängige und zudem bedarfsgerechte Energieversorgung. Bei Überproduktion wird Ökostrom in Gas umgewandelt und im Gasnetz eingelagert. Bei Unterproduktion bzw. bei erhöhter Nachfrage wird das Gas wieder entnommen und in die gewünschte Energieform (Strom, Wärme, Bewegung) umgewandelt. Somit kann die Windgas-Technologie auch das (oben beschriebene) Problem der schwankenden Ökostromproduktion lösen.
  • Windgas kann helfen, das Problem der Netzengpässe zu lösen. Bislang kommt es immer wieder zu Situationen, in denen Ökostrom auf Grund von Netzengpässen nicht ins Stromnetz eingespeist werden kann und daher ungenutzt verpufft. In solchen Situationen könnte die Windgas-Technik künftig eingesetzt werden, um die Energie alternativ über das Gasnetz zu leiten.

Die Windgas-Technologie stellt somit einen wichtigen Beitrag dar, um eine vollständig regenerative Energieversorgung zu ermöglichen. Ihr könnte daher, bei der bevorstehenden Transformation der Energieversorgung, – gemeinsam mit anderen Speichertechnologien – eine entscheidende Bedeutung zukommen.