Wasserstoff / Power-to-Gas / synthetisches Methan
Was ist Wasserstoff?
Wasserstoff (H2) ist das häufigste chemische Element im Universum und kommt auf der Erde in der Regel gebunden vor. Von keinem anderen Element sind so viele Bindungen bekannt: Wasserstoff ist Bestandteil von Wasser (H2O) und beinahe aller organischen Verbindungen.
Wasserstoff verbrennt rückstandsfrei und schädigt somit weder Natur noch Umwelt. Er ist ausserdem der Energieträger mit der höchsten gewichtsbezogenen Energiedichte. Wasserstoff wirkt also als chemischer Energieträger. Chemische Energie ist lange und stabil speicherbar sowie gut transportierbar. Die H2-Moleküle können zudem zur Erzeugung hoher Temperaturen genutzt werden und sind problemlos einsetzbar für verschiedenste Anwendungen.
Was ist Power-to-Gas?
In Zukunft zeichnet sich in der Schweiz ein zunehmendes Ungleichgewicht zwischen Stromproduktion im Sommer und Verbrauch im Winter ab, da Photovoltaik und Laufwasserkraftwerke mehrheitlich im Sommer produzieren. Um dieses zeitliche Ungleichgewicht zwischen Stromproduktion und -verbrauch zu beseitigen, braucht es grosse saisonale Speicher.
Die Power-to-Gas Technologie ermöglicht die Umwandlung von überschüssig anfallendem Strom in Gas und erlaubt somit diesen saisonalen Energietransfer. Im Power-to-Gas-Verfahren wird aus Strom von Solar-, Wind- oder Wasserkraftwerken mittels Elektrolyse Wasserstoff (H2) hergestellt. Dieser Wasserstoff wird in Kombination mit Kohlendioxid (CO2) zu Methan (CH4) umgewandelt. Methan ist Hauptbestandteil von Erdgas und Biogas und kann ins Gasenergie-Netz eingespeist werden. Auch ein Teil Wasserstoff kann ins Netz eingespeist werden. Mit der heutigen Technologie ist im Gasnetz ein Wasserstoffanteil von bis zu 10% möglich. Das Gasnetz wird somit zum Speicher erneuerbarer Energien.
Power-to-Gas als Technologie der Sektorkopplung unterstützt den Ausbau von Photovoltaik und Windkraft. Die Umwandlung von Strom zu Gas spielt daher eine wichtige Rolle in einer zukünftig erneuerbaren Energieversorgung.
Was ist synthetisches Methan?
Synthetisches Methan wird mit dem Power-to-Gas-Verfahren hergestellt, sprich mithilfe von überschüssigem erneuerbarem Strom. Es dient als saisonaler Energiespeicher. Synthetisches Methan kann im bereits bestehenden Gasnetz gespeichert werden und braucht daher keine neue und teure Infrastruktur.
Erneuerbares synthetisches Methan ist CO2-neutral, da es bei seiner Verbrennung gleich viel CO2 freisetzt, wie bei seiner Herstellung verwendet wurde. Es kann elektrischen Strom, der im Sommer keinen Abnehmer findet, so lange speichern, bis die Energie in den kalten Wintermonaten benötigt wird. Diese Energie kann in Form von Gas oder rückverwandelt in Strom genutzt werden.
In der Vernetzung liegt die Energiezukunft – Sektorkopplung
Das Prinzip der Sektorkopplung ist es, die verschiedenen Energienetze intelligent zu verbinden, sodass die erneuerbaren Energien optimal genutzt werden können und damit der CO2-Ausstoss gesenkt werden kann. Die Technologien, die Netze zusammenwachsen lassen, sind bereits vorhanden: Wärme-Kraft-Kopplung (WWK), Power-to-Gas, Power-to-Heat, Power-to-Liquid. Auch die Gas- und Elektromobilität sind Technologien, welche die Sektorkopplung ermöglichen.
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