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Power-to-Gas Ladetechnologie zur stabilen Energieversorgung

Im Interview mit Dr. Markus Forstmeier, VP Business Development, Electrochaea GmbH

Im Interview mit Dr. Markus Forstmeier, Electrochaea GmbH, über Power-to-Gas Technologien

Interview mit Dr. Markus Forstmeier, VP Business Development, Electrochaea GmbH über Power-to-Gas Technologien

Dr. Markus Forstmeier, VP Business Development, Electrochaea GmbH sprach mit Technewable über die Möglichkeiten, die Power-to-Gas Technologien für die Umsetzung der Energiewende leisten können und welche Maßnahmen nötig sind, um das Potenzial dieser Technologien für das EnergieSystem der Zukunft zu entfalten.

„Aus überschüssiger Wind- und Sonnenenergie speicherbares Biomethan erzeugen.“

 Power-to-Gas ist in aller Munde. Welchen Beitrag kann Power-to-Gas für die Energiewende leisten?

Dr. Forstmeier: Ein Schlüsselthema der Energiewende ist die Energiespeicherung. Power-to-Gas (PtG) ist ein Schlüsselelement, das Speicherproblem der Erneuerbaren Energien zu lösen. Unsere patentierte Technologie leistet einen entscheidenden Beitrag zur Energiespeicherung. Wenn das Angebot zum Beispiel an Wind- und Sonnenenergie hoch, aber die Nachfrage niedrig ist, erzeugen wir aus dem überschüssigen Strom speicherbares Biomethan.

„Biomethan ist ein vielverwendeter Rohstoff in der Industrie.“

Sehen Sie in Power-to-Gas eine Schlüsseltechnologie für die Kopplung von Sektoren?

Dr. Forstmeier: Electrochaeas PtG Technologie ermöglicht es, den Strom-, Gas- und Transportsektor zu koppeln. Mit ihr lässt sich das Stromnetz stabilisieren. Zugleich erzeugen wir einen klimaneutralen Kraftstoff, der sich für viele Anwendungen eignet. Biomethan ist bereits heute ein vielverwendeter Rohstoff in der Industrie. Er eignet sich genauso zur Wärmeerzeugung oder für den Mobilitätssektor.

Power-to-Gas trägt zur Dekarbonisierung und zum Klimaschutz bei.“

Welche Vorteile bietet die PtG Technologie noch?

Dr. Forstmeier: Die PtG-Technologie bewältigt nicht nur eine der größten Herausforderungen der Energiewende, die Energiespeicherung, sondern sie ist zudem auch noch CO2 neutral. Damit trägt sie dem Ziel der Dekarbonisierung Rechnung und entscheidend zum Klimaschutz bei. Allerdings ist PtG an sich keine Technologie. Vielmehr verbergen sich hinter dem Begriff unterschiedliche Technologien, wie beispielsweise die Elektrolyse oder die biologische Methanisierung. Letzte nutzen wir in unserem patentierten Bioreaktor. Hierbei wandeln Archaeen, das sind mikroskopisch kleine Einzeller, klimaschädliches CO2 in Biomethan um.

Biomethan verfügt über dieselben Eigenschaften wie herkömmliches Erdgas.“

Wofür lässt sich das Biomethan nutzen? Für welche Einsatzzwecke ist es geeignet?

Dr. Forstmeier: Das in unserem Bioreaktor erzeugte Biomethan verfügt über dieselben Eigenschaften wie herkömmliches Erdgas. Das bedeutet, es kann mit der bereits bestehenden Gas-Infrastruktur genutzt werden. Für Einspeisung, Speicherung, Transport und Nutzung des Biomethans muss demzufolge keine neue Infrastruktur aufgebaut werden. Wir können zur Nutzung auf die bestehende Infrastruktur, sprich das Erdgasnetz zurückgreifen. Damit sind keine weiteren Eingriffe in die Natur oder in die Verkehrs- und Stadtplanung nötig. Im Grunde könnte über unser heute bestehendes Gasnetz der Energiespeicherbedarf gedeckt werden. Diese Möglichkeit besteht im übrigen in allen Ländern, die über ein funktionierendes Gasnetz verfügen.

„Power-to-Gas ist ein flexibel einsetzbares Ladegerät  für Energie.“

Und über welche Vorteile verfügt Power-to-Gas in Hinblick auf andere verfügbare Technologien?

Dr. Forstmeier: Wenn man so will, ist Power-to-Gas kein Energiespeicher, sondern ein flexibel einsetzbares Ladegerät für das Gasnetz. So steht in Form von Gas als Energieträger überall und zu jeder Zeit zur Verfügung. Das ermöglicht zudem eine Langzeitspeicherung von Energie. Daraus ergeben sich vielfältige Nutzungs- und Anwendungsoptionen. Batterien sind im Vergleich dazu, aufgrund ihrer Lade-und-Entlade Folge wesentlich unflexibler. Sie verfügen auch nur über eine begrenzte Energiespeichermenge und sind bei der Herstellung ressourcenaufwendiger. Das Speichern von Wasserstoff ist ebenfalls deutlich aufwendiger und eine Beimischung zu Erdgas limitiert. Zudem existiert derzeit keine Wasserstoffinfrastruktur. Auch die Methanisierung mittels chemischer Katalyse ist im Vergleich wesentlich teurer und sensibler im Hinblick auf Betriebsführung und Verunreinigungen im zugeführten Gas.

„Mit regulatorischen Änderungen ließe sich ein Milliardenmarkt für Energie und CO2-Speicherung öffnen.“

Wo sehen Sie derzeit das größte Marktpotenzial zur Nutzung von Power-to-Gas?

Dr. Forstmeier: Schlüsselmärkte sind Länder und Regionen mit einem hohen Anteil an Wind- und Solarenergieproduktion und/oder Regulierung der CO2-Emissionen. Der Bedarf an Biomethan und Gas aus erneuerbaren Energien steigt in Deutschland und in der EU stark an. Bei entsprechenden regulatorischen Änderungen, die den Preis für erneuerbare Energien näher an die Erzeugungskosten bringen, öffnet sich ein Milliardenmarkt für Energie und CO2 Speicherung.

„Über regulatorische Änderungen wären auch industrielle Anwendungen wirtschaftlich darstellbar.“

In welchem Kontext lässt sich Power-to-Gas noch anwenden? Können Sie hier ein paar Beispiele aufzeigen?

Dr. Forstmeier: Bereits heute lässt sich die Technologie überall dort anwenden, wo CO2 aus biogenen Prozessen anfällt, wie Kläranlagen, biotechnologische Prozessen, Biogasanlagen, etc. Mit entsprechender Änderung in der Regulierung sind auch industrielle Anwendungen in Zementwerken, Kraftwerken und Stahlwerken wirtschaftlich darstellbar.

 „Power-to-Gas eignet sich für Anlagenbetreiber, die CO2 Emissionen aus Kosten- oder Nachhaltigkeitsgründen reduzieren möchten.“ 

Für wen ist die Technologie geeignet? Wer kann sie nutzen?

Dr. Forstmeier: PtG ist für Betreiber von Anlagen geeignet, die aus Kostengründen oder aus Nachhaltigkeitsgründen CO2 Emissionen reduzieren möchten. Zum Beispiel Betreiber von Kläranlagen, Biogasanlagen, Zementwerken und Kraftwerken in Industrie und Energieerzeugung. Auch Gasnetzbetreiber, die die Zukunftsfähigkeit ihrer Netze sicherstellen möchten, indem sie „grünes“ Gas transportieren, können auf PtG setzen. Zudem eignet sich PtG für Stadtwerke und Energieversorger, Stromnetzbetreiber, die Investitionen in Netzausbau vermeiden möchten, Produzenten und Nutzer von CO2-neutralen Treibstoffen und Hersteller von Carbon Capture Systemen.

„Mit dem Bau von Großanlagen ließe sich der Netzausbau im großen Stil vermeiden.“

Das sind im Grunde eine Vielzahl an Anwender und Nutzungsoptionen, die auf eine dezentrale Erzeugungs- und Versorgungsstruktur im Energie-System hinausläuft. Um hier einmal nachzuhaken, inwieweit ließe sich mit einer verstärkten Nutzung von PtG der Netzausbau einschränken?  

Dr. Forstmeier: Bei PtG handelt es sich um eine Schlüsseltechnologie für die Transformation des Energiesystems. Mit dieser Ladetechnologie ließe sich eine stabile Energieversorgung trotz Erneuerbarer Energien erzeugen. So könnten wir derzeit mit unseren Anlagen den regionalen Speicherbedarf Norddeutschlands decken. Mit dem Bau von Großanlagen ließe sich der Netzausbau im großen Stil vermeiden. Sicher gibt es Energieprojekte, wie die großen Off-Shore Windparks im Meer, die ohne Netzausbau nicht funktionieren. Doch ein flächendeckender deutschlandweiter Netzausbau wäre mit Nutzung von PtG im großflächigem Einsatz überflüssig. Darüber hinaus würde es die Abhängigkeit von Gasimporten verringern und dem Erhalt natürlicher Gasvorkommen auf der Erde zugutekommen. Um das zu erreichen müssen jedoch die Anlagen zur Nutzung von PtG deutlich größer werden. Nach unseren Konzepten wären Anlagen in einer Größenordnung von bis zu 50 Megawatt denkbar.

Aus technischer Sicht sind die Anlagen marktreif.“

Das bringt mich zum nächsten Punkt. Wie sieht es mit dem Reifegrad der verfügbaren PtG-Technologien aus? Hat die Technologie Marktreife?

Dr. Forstmeier: Von unserer Technologie ausgehend hat sie bereits Marktreife. In Dänemark betreiben wir seit April 2016 die weltweit erste im industriellen Maßstab eingesetzte Power-to-Gas Pilotanlage mit einer Leistungsaufnahme von einem Megawatt. Weitere Anlagen in der Schweiz und in den U.S.A. befinden sich im Bau. Bis 2025 haben wir Anlagen mit über einem Gigawatt an Leistung avisiert. Gemeinsam mit dem ungarischen Energieversorgungsunternehmen MVM (Magyar Villamos Müvek) werden wir die weltweit erste Power-to-Gas Großanlage im Netzmaßstab mit einer Leistungsaufnahme von bis zu 10 Megawatt bauen. Aus technischer Sicht sind die Anlagen marktreif. Ein wirtschaftlicher Betrieb hängt jedoch stark von den nationalen Regulierungen ab.

Speicher sind in unseren Energie-Regularien nicht vorgesehen.“

Sie sprachen von Anlagen in Dänemark, Ungarn, der Schweiz und den USA. Wird Ihre Technologie auch in Dt. genutzt?

Dr. Forstmeier: Deutschland ist noch zu stark im „alten“ strombasierten Energie-System verhaftet. Wir kennen klassische Stromerzeuger und Verbraucher – ein Unternehmen, das Strom speichert ist eigentlich nicht vorgesehen. Daher ist es aktuell tatsächlich attraktiver, PtG-Anlagen im Ausland zu betreiben. Um das wirtschaftliche und gesellschaftliche PtG-Potential auch in Deutschland vollständig zu heben, ist es wichtig, die politischen Rahmenbedingungen an einigen Stellen anzupassen.

Das Regelwerk muss zukunftsfähig gemacht werden.“

Das heißt, es fehlt derzeit am rechtlichen Rahmen, um die PtG-Technologie breitenwirksam zu nutzen?

Dr. Forstmeier: Zumindest gibt es einige Besonderheiten, die einen zügigen Ausbau verlangsamen. Ein Beispiel: Derzeit werden Erzeuger von erneuerbarer Energie bei Netzüberlastung voll vergütet, ohne dass der Strom genutzt wird. Das ist für Windanlagenbetreiber natürlich bequem, macht aber volkswirtschaftlich wenig Sinn. Besser wäre es, wenn der Strom als „Windgas“ gespeichert wird. Ebenfalls positiv auf die Entwicklung der PtG-Technologie in Deutschland würde es sich auswirken, wenn SNG (Synthetic Natural Gas) in Industrie, Raffinerien und Transport als CO2 Senkung anerkannt werden würden, denn faktisch handelt es sich genau darum. Es gibt also einige Schrauben, an denen gestellt werden könnte. Das geht vielleicht nicht von heute auf morgen, aber wir sind zuversichtlich, dass Power-to-Gas auch für Deutschland in der Breite lukrativer wird. Die Signale, die wir aus Richtung Gesetzgeber bekommen, sind positiv.

Herzlichen Dank, Herr Dr. Forstmeier, für das interessante Gespräch.


Weitere Beiträge zum Thema:

∞ Im Beitrag „Power-to-Heat oder Power-to-Gas – die Zukunft“ erklärt Klaus Decken (energyload.eu) die Unterschiede zwischen beiden Technologien, welche Rolle sie im EnergieSystem der Zukunft spielen und ihre Anwendungspotenziale für ein auf erneuerbaren Energien basierendes Energieversorgungssystem.

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Katja Reisswig

Katja Reisswig ist promovierte Sozial- und Wirtschaftswissenschaftlerin. Sie ist Gründerin des branchenübergreifenden B2B-Portals technewable.com für Akteure der grünen Wirtschaft. Ziel des Portals ist, grüne Lösungen und Technologien bekannter zu machen, grüne Akteure miteinander ins Gespräch zu bringen und den Transfer hin zu einer grünen Wirtschaft kommunikativ zu begleiten.

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