Sechs Technologien, die zukünftig oder sogar schon heute zu einer möglichst optimalen Netzauslastung beitragen und so dabei helfen, grünen Strom in die vorhandenen Netze zu integrieren.

Bund und Länder wollen ihre Ausbauziele für erneuerbare Energien zukünftig besser miteinander abstimmen. Wie das genau funktionieren soll, ist aber noch unklar.

Die Energiewende wird es nicht zum Nulltarif geben, doch wie teuer wird es uns kommen, würden wir auf sie verzichten?

Der Erfolg der Energiewende hängt vom Mitmachen aller ab: Durch die Wahl des Stromanbieters, durch eigene Effizienzmaßnahmen oder durch die Veränderung des eigenen Verhaltens. Der vielleicht wichtigste Beitrag dabei ist die Wahrnehmung und Anerkennung unterschiedlicher Perspektiven.

Die Stromnetze der Zukunft müssen intelligent sein, d. h. sie müssen wissen, was in ihnen vorgeht und sie müssen auf eine schwankende Stromeinspeisung reagieren können. Wie das funktionieren kann, zeigt das Projekt „Smart Country“.

Strom kann man nicht speichern – oder vielleicht doch? Mithilfe der Elektrolyse kann Ökostrom in Gas umgewandelt und so im großen Maßstab aufbewahrt werden.

Ausgabe 1 | 2012

Wie einsatzbereit ist die Elektrolyse?

Strom kann man nicht speichern – oder vielleicht doch? „Power to Gas“ könnte die Lösung sein, Strom aus Wind und Sonne im großen Maßstab aufzubewahren. Möglich macht`s eine alte Bekannte aus dem Chemieunterricht: die Elektrolyse. Die Idee, überschüssigen Ökostrom zu nutzen, um Wasser in seine Einzelteile Wasser- und Sauerstoff aufzuspalten, ist viel versprechend. In ganz Deutschland arbeiten Forscher jetzt daran, die Elektrolyse für ihren Einsatz in der Energiewirtschaft weiter zu optimieren.

„Damit die Energiewende gelingt, müssen wir heute die Voraussetzungen dafür schaffen, dass die entsprechenden Speichertechnologien, wie Power to Gas, auch zur Verfügung stehen, wenn wir sie brauchen“ betonte Stephan Kohler, Vorsitzender der dena-Geschäftsführung, anlässlich einer Konferenz zu Power to Gas im Juni 2012. Bereits ein Jahr zuvor hatte die Deutsche Energieagentur (dena) deshalb zusammen mit Wirtschaft, Verbänden und Wissenschaft die „Strategieplattform Power to Gas“ ins Leben gerufen, um den großen Hoffungsträger unter den Speichertechnologien voranzubringen. Die zentralen Ergebnisse der Plattform, ein Jahr später, bestätigen: Power to Gas ist extrem aussichtsreich, aber noch nicht ausgereift. Es besteht umfassender Forschungs- und Entwicklungsbedarf.

Dies betrifft auch die Elektrolyse, die Schlüsseltechnologie bei Power to Gas. Produzieren Wind und Sonne mehr Energie als vom Stromnetz aufgenommen werden kann, soll dieser „überschüssige“ Ökostrom in Zukunft dafür genutzt werden, um Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Für diese Wasserelektrolyse gibt es unterschiedliche Technologien in unterschiedlichen Leistungsklassen, die beiden gängigsten sind derzeit die alkalische Elektrolyse und die PEM-Elektrolyse (PEM = Protonenaustausch-Membran). Zumindest die alkalische Elektrolyse gilt als technisch ausgereift und äußerst zuverlässig – jedenfalls in ihrem traditionellen Einsatzgebiet, der chemischen Industrie. Die Anlagen laufen hier jedoch im Dauerbetrieb, 24 Stunden am Stück und haben deshalb nur geringe Alterungsraten. Ganz anders sind die Bedingungen beim geplanten Einsatz in der Energiewirtschaft: Die schwankende Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenkraft führt zu einem unregelmäßigen Betrieb der Anlagen, dies kann sich auf die Produktionsbedingungen und die Lebensdauer auswirken. „Die Speicherung von Strom erfordert in vielen denkbaren Betriebsvarianten eine hohe Flexibilität von den Elektrolyseanlagen, was für diese zumindest herausfordernd sein dürfte“, weiß auch Gert Müller-Syring, Fachgebietsleiter Gasnetze bei der DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH in Leipzig. Damit Wasserstoff zukünftig als Energiespeichermedium dienen kann, bedarf es also Elektrolyse-Anlagen mit einer möglichst hohen Flexibilität bezüglich Betriebsdauer, gleichzeitig hohen Wirkungsgraden und einer langen Lebensdauer. [...]