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.
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.…
„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