Power to Gas bleibt zu inef­fi­zi­ent

Power to Gas-Anlage des Stadtwerkeverbundes Thüga, die 60 Kubikmeter Wasserstoff pro Stunde produzieren kann. Nach Unternehmensangaben kommt sie in dieser Stufe auf einen Wirkungsgrad von bis zu 77 Prozent. Foto: Mainova / Joachim Storch
Power to Gas-Anlage des Stadtwerkeverbundes Thüga, die 60 Kubikmeter Wasserstoff pro Stunde produzieren kann. Nach Unternehmensangaben kommt sie in dieser Stufe auf einen Wirkungsgrad von bis zu 77 Prozent. Foto: Mainova / Joachim Storch

Power to Gas soll eine der Schlüs­sel­tech­no­lo­gien der Ener­gie­wende sein. Doch das Ver­fah­ren ist und bleibt inef­fi­zi­ent, soll es wirk­lich als Strom­spei­cher dienen.

Beson­ders von der Gas­wirt­schaft wird immer wieder Power to Gas als mög­li­che Tech­no­lo­gie für die Ener­gie­wende ins Spiel gebracht. »Das Ener­gie­spei­cher­kon­zept Power-to-Gas umfasst die Umwand­lung von elek­tri­scher Energie mittels Was­ser­elek­tro­lyse in die ener­gie­rei­chen Gase (che­mi­sche Energie) Was­ser­stoff (H2) und – nach optio­nal anschlie­ßen­der Metha­ni­sie­rung – Methan (CH4). Im Gegen­satz zu elek­tri­scher Energie können diese Gase in großen Mengen gespei­chert werden. Analog zu elek­tri­scher Energie ist deren Ver­wen­dung neben einer Rück­ver­stro­mung sek­to­ren­über­grei­fend zur Wär­me­er­zeu­gung sowie für Mobi­li­täts­an­wen­dun­gen möglich«, beschreibt Springer-Autor Martin Zapf in seinem Buch­ka­pi­tel Power-to-Gas – Stand der Technik und Ein­satz­mög­lich­kei­ten auf Seite 165 das Konzept.

Als Strom­spei­cher – und als solches würde die Tech­no­lo­gie im Rahmen der Sek­tor­kopp­lung vor allem gebraucht, ist Power to Gas jedoch zu inef­fi­zi­ent. Finan­zi­ell ist sie eben­falls ein Desas­ter. Die mehr­fach tech­no­lo­gi­sche Ver­wand­lung des Aus­gangs­stof­fes Strom lassen eine Kilo­watt­stunde rück­ver­strom­ten Power to Gas etwa zwei Euro kosten. …


Gekürzt. Geschrie­ben für Sprin­ger Pro­fes­sio­nal. Der kom­plette Beitrag ist hier zu lesen.

Mit den Zielen der Ener­gie­wende beschäf­tigt sich Energieblogger-Kollege Björn Katz hier auf sei­nem Blog Strom­aus­kunft.

3 Kommentare

  1. Hallo Frank,

    « Ich denke, wir haben bald deut­lich effi­zi­en­tere Spei­cher, mit denen sich elek­tri­sche Energie direkt spei­chern lässt «

    davon bin ich eben­falls über­zeugt — nur ist das erst grob ein Drittel der not­wen­di­gen Pri­mär­ener­gie die nicht nur D jähr­lich noch immer haupt­säch­lich fossil verbrät.

    Was neben der »instant Nutzung« von Elek­tri­zi­tät — gleich­gül­tig ob nun aus WKA oder PV — benö­tigt wird, sind »Spei­cher­me­dien« mit einem wenigs­tens zu fos­si­len »Kraft­stof­fen« ver­gleich­ba­rem hohen Ener­gie­ge­halt. »Brenn­wert / Heiz­wert« fest oder wenigs­tens flüssig. Ers­te­res schei­det (jeden­falls nach meinem Kennt­nis­stand) als synt. Erzeug­nis wohl aus. Bleiben flüssig und oder gas­för­mig übrig.

    Sehr anschau­lich dieses Bild aus WIKIPEDIA : Ener­gie­dichte

    »Ener­gie­dichte«, aber auch Trans­port, Lage­rung sind neben der kom­plet­ten »Her­stel­lungs­kette« für die unter­schied­li­chen Anwen­dun­gen aus­schlag­ge­bend. Wer einfach nur das »Zuviel« an Energie wind- bzw. son­nen­rei­cher Tage »irgend­wie« zwi­schen­spei­chern möchte, mag ja mit der Ener­gie­dichte von Akku­mu­la­to­ren ver­schie­de­ner Bauart glück­lich werden.

    Wer jedoch voll­wer­ti­gen »Ersatz« für das Trans­port­we­sen benö­tigt, wird wohl kaum mit diesen natur­ge­mäß gerin­gen »Abfall­pro­duk­ten« aus­kom­men.

    Voll­wer­ti­gen Ersatz liefern aus­schließ­lich Elek­tro­kraft­stoffe (engl. Elec­tro­fu­els). Vor­aus­ge­setzt »man« inves­tiert in die Anlagen zur Gewin­nung, so spielen die unter­schied­li­chen Wir­kungs­grade in der denkbar schlech­tes­ten »Wir­kungs­kette« nur dann eine Rolle, wenn auch die zuvor pro­du­zierte Energie ihrer­seits per­ma­nent direkte Kosten, aber auch ver­steckte Kosten ver­ur­sacht.

    Was jetzt noch im Labor­maß­stab immens teuer ist, hat jede Menge Vor­läu­fer, wo dies ver­gleich­bar ablief. PV — ist gerade mal ~65 Jahre alt (erste Nutzung in der Raum­fahrt 1958) 1954 gelang es, die ersten Silizium­solarzellen mit Wir­kungs­gra­den von bis zu 6 % zu fer­ti­gen. Muss ich wie­der­ho­len wer alles zu Anfang die PV (für ter­res­tri­sche Strom­erzeu­gung) für völlig chan­cen­los hielt ? Hier wirken zuge­ge­ben nur wenige Kom­po­nen­ten zusam­men. Doch ent­schei­dend für die heutige welt­weite Ver­brei­tung, war der »Ska­len­ef­fekt« durch anfäng­li­che »Selbst­sub­ven­tion« — etwas, was niemand vor­aus­se­hen konnte — aber die grund­sätz­li­che Erwar­tung dabei war.

    Mein »Tipp« ent­we­der es gelingt Land­wirt­schaft und Trans­port mit der dort benö­tig­ten Energie zu ver­sor­gen — bevor ernst­hafte Ver­teue­rung durch Mangel an Quan­ti­tät und Qua­li­tät fos­si­ler Kraft­stoffe ein­tritt (ja ich weiß, sagte die Ein­tags­fliege das Wetter ist doch Heute wun­der­bar) oder die bereits exis­tie­ren­den Ver­sor­gungs­pro­bleme werden mehr als nur »Hamburg« kre­ieren.

    Was den »Gesamt­wir­kungs­grad« angeht — aus dem WIKI : Kraft­werk mit Gene­ra­tor 40 % (0,40) * Trans­for­ma­tor am Kraft­werk 99 % (0,99) * Trans­for­ma­tor in der Nähe des Ver­brau­chers 95 % (0,95) * Elek­tro­mo­tor 90 % (0,90) = ~34% (0,34). Nicht berück­sich­tigt ist dabei die »Aner­gie­kette« vor dem Kraft­werk (Abbau, Trans­port usw.) und auch die Lei­tungs­ver­luste sind nicht dimen­sio­niert.

    Das ist bei den ver­schie­de­nen Stufen von „power-to-gas“ bis „power-to-liquid“ nicht anders. Nur die »Neben­wir­kun­gen« fos­si­ler Kraft­stoffe — gleich­gül­tig welche — sind im bloßen »Gesamt­wir­kungs­grad« nicht erfasst. Krank­heit — Umwelt­be­ein­träch­ti­gung usw. wird gegen Null gerech­net, weil diese sehr wohl exis­tie­ren­den Kosten mehr oder weniger ver­deckt auf­tre­ten und je nach Form der Beschaf­fung auch ganz andere Men­schen »irgendwo« auf der Welt betref­fen. So kann man sich die fos­si­len Nutzung weiter »gesund­rech­nen« und bei den EE — wo die Kosten offen sicht­bar sind, als zu teuer, zu auf­wen­dig in der Her­stel­lung und was es da sonst noch für Argu­mente geben mag, abqua­li­fi­zie­ren.

    Eine mög­lichst eben­falls dezen­trale »Strom­erzeu­gung« die als Ziel nicht primär der Erzeu­gung von el. Strom zum Direkt­ein­satz, sondern von der not­wen­di­gen Ver­sor­gungs­ka­pa­zi­tät auf „power-to-gas“ bis „power-to-liquid“ abzielt, braucht kei­ner­lei »Standby Kraft­werke«. Was »eben noch« Strom für „power-to-gas“ pro­du­ziert, kann einen Teil davon direkt ein­spei­sen. Das ist eine Frage des Stand­orts und preis­li­cher Ver­ein­ba­run­gen.

    Nur die Über­ka­pa­zi­tä­ten einer 100prozentigen Strom­erzeu­gung sinn­voll zu nutzen, ist wenige als »die halbe Miete«. Ziel sollte jede Form von nütz­li­cher Exergie sein. Was da wie am besten zusam­men­ar­bei­tet (Akkus — „power-to-gas“ — event. Rück­ver­stro­mung) kann nur der Pra­xis­be­trieb tat­säch­lich bringen. Gibt »man« dabei diese Mög­lich­keit für „power-to-gas“ bis „power-to-liquid“ wegen »ungüns­ti­ger Kosten« auf, werden andere diese Ent­wick­lung auf­grei­fen und »wir« dürfen dann dort ein­kau­fen, zu was »wir« selbst ent­we­der nicht die not­wen­dige Vor­aus­sicht, den not­wen­di­gen Mumm eine Risiko ein­zu­ge­hen, »alte Zöpfe abzu­schnei­den« usw. usf. hatten.

    Gibt es nicht schon genug Bei­spiele (PV-Module, E-KFZ, Li Io Akkus usw.) wo genau das pas­siert ist ? Wäre ich noch jung, würde ich flucht­ar­tig D — Europa den Rücken kehren. Hier gibt es offen­sicht­lich nur Büro­kra­ten, die nur solange funk­tio­nie­ren, wie »Schema F« funk­tio­niert.…

  2. »Power to Gas soll eine der Schlüs­sel­tech­no­lo­gien der Ener­gie­wende sein. Doch das Ver­fah­ren ist und bleibt inef­fi­zi­ent, soll es wirk­lich als Strom­spei­cher dienen.«

    Na mit dieser Ein­stel­lung können wir nur warten bis die Kohle, das Erdöl und das Erdgas alle sein wird. Dort inter­es­sie­ren so selt­same Aspekte wie der »End­wir­kungs­grad« sowieso nie­man­den. Kosten und beson­ders die der »Neben­wir­kun­gen« sind gut ver­steckt, bzw. sind »natür­li­che« Begleit­um­stände fos­si­ler Nut­zungs­me­tho­den.

    Das Gute daran ist — »wir« werden damit keine Pro­bleme haben — was spä­tes­tens die Urenkel angeht, da mag das ja anders aus­se­hen. Doch da sind die meisten der Leser wohl schon tot.…

    Mit jedem Zweifel an der Mach­bar­keit wir die »inter­sub­jek­ti­ven Wirk­lich­keit« von all denen weiter gestärkt, welche sowieso niemals mit Energie jen­seits fos­si­ler Energie gerech­net haben. Wie viele der Zweif­ler und all jene die nur in »Geld« denken (eine andere »inter­sub­jek­ti­ven Wirk­lich­keit«) werden nun fest­stel­len — ja — wir haben das schon immer gewusst.….

    • Hallo Rainer,
      ich denke dennoch, dass es eine Sack­gasse ist. Die Wand­lun­gen an Energie sind zu häufig und das Ver­fah­ren an sich, also die Elek­tro­lyse, ja nun auch nicht mehr so jung, als dass man hier noch große Lern­kur­ven erwar­ten könnte. Ich denke, wir haben bald deut­lich effi­zi­en­tere Spei­cher, mit denen sich elek­tri­sche Energie direkt spei­chern lässt — und das ist immer effi­zi­en­ter.

      Dein Frank

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