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 bleibt zu ineffizient

von | 6. Juli 2017

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.

Frank Urbansky

Freier Jour­na­list und Fach­au­tor, unter anderem für die Fach­ma­ga­zine und Portale Brenn­stoff­spie­gel, Uniti; DW Die Woh­nungs­wirt­schaft und Immo­bi­li­en­wirt­schaft; Haufe-Lexware; Energie&Management; IVV, Huss Medien; Motor­tech­ni­sche Zeit­schrift und Sprin­ger­Pro­fes­sio­nal; Sprin­ger Fachverlag; SHK Profi und tab, Bau­ver­lag; stadt+werk, k21

3 Kommentare

  1. Rainer

    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. Rainer

    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.….

    • Frank Urbansky

      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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