Die aktuelle Shell Wasserstoffstudie „Energie der Zukunft? Nachhaltige Mobilität durch Brennstoffzelle und H2“, die der Energie-Multi gemeinsam mit dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie erstellte, widmet sich auch Power to Gas.
Der Grund ist nahe liegend. Bisher wird Wasserstoff zu 95 % aus Erdgas gewonnen, und zwar durch Dampfreformierung. Die restlichen 5 % erfolgen aus Strom mittels Elektrolyse, davon jedoch nur wieder ein verschwindend geringer Teil aus Erneuerbaren Strom, in aller Regel Windkraft.
Grafik: Shell
Preise bleiben hoch
Für den Blick in die Zukunft wird dabei ein Blick auf die Vergangenheit gewagt, um die gegenwärtige Preisbildung einzuschätzen. Die Forscher kommen nach reichlich studierten Studien zu folgendem Schluss:
Es fällt auf, dass die Bandbreite der Bereitstellungskosten aus der zentralen Erdgasreformierung gering ist. Erzeugungskosten zwischen ein und zwei Euro pro Kilogramm Wasserstoff (Mittelwert hier 1,4 /kg) können damit als derzeit sehr wahrscheinlich angesehen werden. H2 aus zentralen und dezentralen Elektrolyseanlagen kann demnach zu Erzeugungskosten zwischen knapp sechs (für die zentrale Anlage) und etwas unter 8 /kg (für die dezentrale Elektrolyse) bereitgestellt werden. Eine wesentliche Eingangsgröße neben der Auslastung und den geleisteten Volllaststunden ist der Strompreis, der in den betrachteten Quellen zwischen 6,5 und 10 Eurocent/kWh schwankt.
Da schluckt der Betrachter. Aus der Praxis sind ganz andere Zahlen geläufig (mehr dazu hier). Doch nehmen wir mal an, dass diese hier vorgetragenen Annahmen realistisch sind, so bleibt der Strom aus der Elektrolyse (hier mit klassischem, also Kohle- oder Atomstrom) um knapp das sechsfache höher als bei der Gewinnung aus Erdgas.
Grafik: Shell
Keine steile Lernkurve
Legt man eine steile Lernkurve zugrunde, die etwa dem Preisverfall bei der Photovoltaik zukommt, wäre es sicher bis 2030 machbar, einen halbwegs marktadäquaten Preis mittels Elektrolyse und dann auch mit Erneuerbarem Strom zu erzielen. Doch die Wissenschaftler schreiben auch folgendes:
Signifikante Kostensenkungspotenziale, die bis 2030 allerdings noch nicht ausgeschöpft sein dürften, werden vor allem für die dezentrale Erdgasreformierung, die zentrale Elektrolyse … erwartet.
Sprich: die dezentrale Elekrolyse, die dem Power-to-Gas-Prinzip zugrunde liegt, ist hier gar nicht erwähnt, eine signifikante Kostensenkung also nicht zu erwarten. Die Preise dieser Technologien werden also auch nach 2030 nicht am Markt bestehen können. Das hatten aber auch schon andere Wissenschaftler so gesehen. So gesehen also keine neuen Erkentnisse zum umstrittenen Thema Power to Gas.
Dass der umgekehrte Weg, nämlich aus Gas Strom zu machen, wieder en vogue ist, beschreibt Energieblogger-Kollege Björn Katz hier auf seinem Blog stromauskunft.
bitte löschen, falls auch dieser Versuch die Links nachzureichen missglückt – warum gibt es eigentlich keine Vorschau ?
Forscher treiben die Entwicklung von Kraftstoffadditiven voran
TUM Kraftstoffe, die keine schädlichen Abgase produzieren
TU Kaiserslautern Oxymethylenether (OME): Eine Alternative zur teuren Abgasnachbehandlung bei Dieselmotoren
TU Darmstadt „OME (Oxymethylenether)”
SPON Synthetische Kraftstoffe Hoffnungsträger für ein Auslaufmodell
Jetzt funktioniert doch alles, danke.
toll, die versprochenen Links schön als HTML verpackt funktionieren leider nicht – nun ja Tante Googel hilft hoffentlich…
Wirklich keine neuen Erkenntnisse ?
Ich geb es ja zu, auch mir ist das folgende erst wieder eingefallen. Gerade laufen in mehreren unteren Verwaltungsgerichtsinstanzen landesweit Prozesse der DUH – diese wurden inzwischen ausgesetzt, weil bis frühestens Herbst 2017 das höchstinstanzliche Bundesverwaltungsgericht (Leipzig) ein abschließendes Urteil zu den anstehenden Fahrverboten von Dieselfahrzeugen in Umweltzonen der meisten größeren Städte in D fällen wird.
Der Grund explizit Dieselfahrzeuge „unterhalb” EURO 6 ein generelles Fahrverbot zu erteilen, liegt hier bei den hohen Stickstoffdioxidgrenzwerte die sich bei der Nutzung von fossilem Diesel ohne spezielle Maßnahmen nicht vermeiden lassen. Warum das so ist, und welche sonstige Emissionen (Feinstaub) ebenfalls zum Verbot „zwingen”, kann wohl jeder im WWW selbst recherchieren.
Was hat das nun wieder mit PtG aus EE zu tun ? Nun seit Jahren wird auch mit Staatsgeld im Bereich der OME (Oxymethylenether) geforscht. Die folgenden Links zeigen detailliert was es da geht. Hier zunächst ein Zitat von der WEB-Seite der ” Technische Universität Darmstadt – Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe”
»Zukünftige Antriebstechnologien sind primär nach den Kriterien CO2-Neutralität und nachhaltiger Verfügbarkeit zu bewerten. Wünschenswert ist ein Kraftstoff, mit dem es möglich ist, die Abgasemissionen drastisch zu reduzieren oder noch besser ein „Sub-Zero-Kraftstoff“, der das Potenzial besitzt, im Zusammenspiel mit Motor und Abgasnachbehandlung die Immissionssituation in Ballungsräumen sogar zu verbessern. Nachgeordnete Faktoren sind die ökonomische Wettbewerbsfähigkeit und die Funktionalität, z. B. in Bezug auf Reichweite und Komfort.
Eine vielversprechende Möglichkeit hierfür bieten synthetische Oxygenate in Form von C1-Kraftstoffen. Ein Kraftstoff, der in diese Kategorie fällt, ist Oxymethylenether (OME). Es wird hierbei der NOx-/PM-Trade-Off durch das Vorhandensein von Sauerstoff im Kraftstoff selbst vermieden. So wird die Oxidation aus den fetten Zonen in den Kraftstofftropfen heraus unterstützt. Die Verbrennung läuft also rußfrei ab, was sich an einer gravimetrischen Messung in Abbildung 1 im Vergleich der beiden Filterproben widerspiegelt.<>Bei der Herstellung von E‑Fuel wird so viel CO2 aus der Atmosphäre beziehungsweise der Biosphäre entnommen wie später bei der Verbrennung freigesetzt wird. Es sind daher CO2-neutrale Kraftstoffe. Sie werden aus regenerativ erzeugtem Strom hergestellt.
„Mit Hilfe von Elektrolyse kann man Strom in Wasserstoff umwandeln und durch Zugabe von CO2 Kraftstoffe erzeugen”, beschreibt Stefan Pischinger vom Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen an der RWTH Aachen das Verfahren. Auf diese Weise kann Gas oder flüssiger Kraftstoff hergestellt werden.
Das ist die sogenannte „Power-To‑X”-Methode. In Deutschland testen die ersten Firmen das Verfahren. <>OME sind organische Verbindungen (CH3O(CH2O)nCH3), die aufgrund ihres hohen Sauerstoffgehalts die Schadstoffbildung bereits im Verbrennungsstadium unterdrücken. Allerdings stellt die wirtschaftliche Produktion der OME im technischen Maßstab noch eine Herausforderung dar. Daran wird im Rahmen des Projekts geforscht. Bereits 2010 stellten die Forscher an der TU Kaiserslautern zusammen mit der Firma BASF das bislang einzige, großtechnisch verfügbare Verfahren vor, nach dem mittlerweile weltweit erste Produktionsanlagen in Betrieb gehen. Diese Technologieführerschaft soll weiter ausgebaut werden. Burger erläutert: „Aktuell entwickeln wir in unserem Labor ein innovatives und deutlich effizienteres Verfahren, dass ohne teure Zwischenprodukte auskommt und OME direkt aus seinen Hauptbestandteilen Methanol und Formaldehyd synthetisiert. Neben OME entsteht dabei lediglich Wasser.”«
Wenn ich mit dem was ich da „herauslese” nicht völlig daneben liege, bieten sich hier gleich vier Lösungen an
1. Die aus EE (WKA) gewonnene el. Energie kann „vor Ort” bleiben – teurer Netzausbau kann zumindest reduziert werden
2. gewonnene el. Energie kann unbegrenzt sowohl gespeichert, als auch mit ganz normalen Tankwagen transportiert werden
3. sämtliche bislang fossil betriebene KFZ – Verkehr – Landwirtschaft usw. können damit betrieben werden – Partikelfilter und teuer Katalysatoren können entfallen
4. Neben dem Drittel EE zur Stromerzeugung, könnte so das Drittel für Verkehr ebenfalls über längst vorhandene EE-Generatoren erzeugt werden. Die Standorte für WKA und Erzeugungsanlagen für PtG /PtX lassen sich lokal integrieren, die Übertragungsverluste können mit den Wirkverlusten positiv verrechnet werden
Das sollte erst einmal genügen – wird daraus nichts gemacht, würde mich das nun nicht wirklich verwundern.… vielleicht machen die Chinesen ja was draus.…
Forscher treiben die Entwicklung von Kraftstoffadditiven voran
TUM Kraftstoffe, die keine schädlichen Abgase produzieren
TU Kaiserslautern Oxymethylenether (OME): Eine Alternative zur teuren Abgasnachbehandlung bei Dieselmotoren
TU Darmstadt „OME (Oxymethylenether)”
SPON Synthetische Kraftstoffe Hoffnungsträger für ein Auslaufmodell