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Energiewende dank Wasserstoff: Wind im Tank

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Der Wind bläst, wann er will - für die Energiewende ist das ein Problem. Eine Lösung bieten Hybrid-Kraftwerke: Sie wandeln Ökostrom in Wasserstoff um, und der lässt sich speichern. Bei Berlin geht eine solche Anlage nun in Betrieb, Energiemanager prognostizieren der Technik eine große Zukunft.

DPA

Berlin - Elektrischer Strom hat die hochindustrialisierte Gesellschaft erst möglich gemacht - doch er hat einen großen Nachteil: Er lässt sich nur schwer speichern. Möglich ist dies beispielsweise mit Hilfe von Pumpspeicherkraftwerken oder riesigen Batterien, aber deren Kapazität ist begrenzt. Vor allem für Ökostrom aus Wind und Sonne ist das ein Problem. Denn der Output von Windrädern und Solarzellen schwankt enorm - je nach Bewölkung und Windverhältnissen.

Nun könnte es eine Lösung geben: sogenannte Hybrid-Kraftwerke. Die weltweit erste größere Anlage dieser Art ist an diesem Dienstag in Prenzlau bei Berlin in Betrieb gegangen. Brandenburgs Ministerpräsident Matthias Platzeck (SPD) sagte bei der Eröffnung, das Kraftwerk sei "ein ganz großer Schritt nach vorne" auf dem Weg zur Energiewende. Für das Projekt hat sich das Windenergieunternehmen Enertrag mit dem Mineralölkonzern Total, Vattenfall und der Deutschen Bahn zusammengeschlossen. Die Gesamtkosten betragen 21 Millionen Euro.

Tatsächlich haben Hybrid-Kraftwerke einen gewissen Charme. Sie produzieren aus überschüssigem Windstrom per Elektrolyse Wasserstoff und Sauerstoff. Der Wasserstoff wird dann vom Sauerstoff abgetrennt und gespeichert. Auf diese Weise entsteht aus flüchtigem Strom ein gut speicherbares, energiereiches Gas. Der Wasserstoff kann dann bei Bedarf zur Erzeugung von Wärme oder Strom genutzt werden - oder aber als Treibstoff für Autos mit Brennstoffzellen. Total will seine Tankstellen mit grünem Wasserstoff aus Prenzlau beliefern.

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Hybrid-Kraftwerk Prenzlau: Aus Wind wird Wasserstoff
120 Kubikmeter Wasserstoff kann das Hybrid-Kraftwerk in Prenzlau pro Stunde liefern. Das ist deutlich mehr als die Leistung einer deutlich kleineren Versuchsanlage in Stuttgart, die auf etwa vier bis sechs Kubikmeter kommt. Mit 120 Kubikmetern Wasserstoff kann ein Brennstoffzellenfahrzeug etwa 1200 Kilometer weit fahren.

Laut Enertrag machen Hybrid-Kraftwerke erneuerbare Energien sogar grundlastfähig, das heißt: Die Anlagen können ähnlich wie ein Atomkraftwerk prinzipiell mit einer konstanten Leistung Strom produzieren. Sie lassen sich aber auch gezielt für die Spitzenlast einsetzen - also zum Abdecken von Bedarfsspitzen. Dabei erzeugt die Anlage immer dann Strom, wenn die Erlöse am Markt besonders hoch sind. Das gilt zum Beispiel für die Mittagszeit, wenn besonders viele Verbraucher Strom nachfragen.

Sogar eine Umwandlung in Erdgas ist möglich

Viele Energieexperten glauben allerdings, dass die Energiewende mit der Umwandlung von Windenergie zu Wasserstoff allein nicht zu schaffen ist. Denn Wasserstoff kann nur in beschränkten Mengen ins Erdgasnetz eingespeist werden. Doch genau das wäre nötig, um die gespeicherte Ökoenergie flächendeckend einzusetzen.

Die Umwandlung in Erdgas, also die Produktion von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid, gilt daher als unumgänglich. Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik will deshalb im kommenden Jahr in Stuttgart eine Pilotanlage in Betrieb nehmen, die aus Windkraft erst Wasserstoff und dann Methan erzeugt.

"Wir verlieren bei dem zusätzlichen Prozessschritt zwar etwas Energie", sagt Ulrich Zuberbühler vom Projektpartner Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung in Stuttgart, doch dafür biete Methan, der Hauptbestandteil von Erdgas, gegenüber Wasserstoff entscheidende Vorteile.

So könnten sich Länder ohne eigene Vorkommen ihr eigenes Erdgas herstellen, sagt Zuberbühler. "Es gibt zudem eine gut ausgebaute Erdgas-Infrastruktur in Deutschland." Und das Erdgasnetz biete große Speicherreserven - könne also von den Hybrid-Kraftwerken sehr gut als Puffer genutzt werden.

Das bei der Methanherstellung benötigte CO2 wollen die Forscher entweder aus der Atmosphäre gewinnen oder aus den Abgasen von Biogasanlagen. Der Pkw-Hersteller Audi plant nahe Bremen bereits neben einer Biogasanlage ein großes Hybrid-Kraftwerk, das mehr als zehnmal größer ist als die neu eröffnete Anlage in Prenzlau.

Das produzierte Methan wird dann vor Ort ins deutsche Erdgasnetz eingespeist. Erdgas in gleicher Menge können Autofahrer dann an Tankstellen bundesweit als Ökokraftstoff tanken. So könnte gelingen, wovon mancher Automanager träumt: Pkw fahren mit Wind und Sonne.

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Forum - Diskussion über diesen Artikel
insgesamt 1044 Beiträge
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1. Fahren mit Methan
joachim84 25.10.2011
Irgendwie schade, dass dann doch umständlich auf Methan gesetzt wird und nicht direkt auf Wasserstoff. Letzteres wäre doch prinzipiell weniger umständlich und man benötigt auf Dauer weder CO2, noch emittiert man es!
2. Das Energieproblem ist endlich gelöst
michael-meier 25.10.2011
Dünnschiss ist keine Lösung außer bei Durchfall, und dabei entstehen Gase sogenannte Blähgase der 3.Art. Früher als die Blätter noch auf den Bäumen saßen, und die Halbneger in Blond die Welt regierten, kam der Kackadu von Kathmandu mit dem Bobby Car vorgefahren. Kosakenzipfel brauchen keinen Mitleid
3. Dimensionierung?
erlachma 25.10.2011
Zitat von sysopDer Wind bläst, wann er will - für die Energiewende ist das ein Problem. Eine Lösung bieten Hybridkraftwerke: Sie wandeln Ökostrom in Wasserstoff um, und der lässt sich speichern. Bei Berlin geht eine solche Anlage nun in Betrieb, Energiemanager*prognostizieren der Technik eine große Zukunft. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,793840,00.html
Umgerechnet in Diesel liefert die Anlage etwa 39l pro Stunde. Das finde ich jetzt nicht gerade viel für eine Anlage, von der Total sagt, sie wollen damit ihre Tankstellen füllen. Natürlich ist das nicht mehr als ein größerer Versuchsaufbau, aber eben auch nicht viel mehr als ein großes Notstromaggregat - und mit 21 Millionen Euro nicht gerade billig.
4. Prenzlau bei Berlin
legus 25.10.2011
So So! Prenzlau bei Berlin? Die Prenzlauer werden ihnen was Husten! Von Berlin nach Prenzlau sind es 108km! Sie würden doch auch nicht schreiben: Kiel bei Hamburg oder Bremen bei Hamburg? Oder haben sie Prenzlau mit dem Prenzlauer Berg verwechselt? Kann ja passieren.
5. jup
slugs, 25.10.2011
Zitat von erlachmaUmgerechnet in Diesel liefert die Anlage etwa 39l pro Stunde. Das finde ich jetzt nicht gerade viel für eine Anlage, von der Total sagt, sie wollen damit ihre Tankstellen füllen. Natürlich ist das nicht mehr als ein größerer Versuchsaufbau, aber eben auch nicht viel mehr als ein großes Notstromaggregat - und mit 21 Millionen Euro nicht gerade billig.
Der erste Mikrowellenofen hatte damals einen höheren vierstelligen Betrag gekostet. Von den ersten "Heim-PCs" ganz zu schweigen. Heute wird ersteres für 30 € bei Tchibo um die Ecke vertickt. Ich mache mir keine Sorgen darüber, dass Hybridkraftwerke eines Tages deutlich effizienter sind.
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Pumpspeicher-Kraftwerke

Agentur für Erneuerbare Energien
Batterien, Spulen, Schwungräder, Druckluftspeicher - es gibt viele Möglichkeiten, Strom zu speichern, um die Erzeugung und den Verbrauch ins Gleichgewicht zu bringen.

Pumpspeicher-Kraftwerke haben einen niedrigeren Wirkungsgrad als andere Technologien. Das heißt: Sie können nur einen vergleichsweise geringen Prozentsatz der eingesetzten Energie wieder in das Netz zurückgeben.

Dennoch gibt es bislang keine Alternative zu den Pumpspeicher-Kraftwerken: Alle anderen Technologien sind entweder viel zu teuer, noch nicht ausgereift oder können nur kleine Mengen an Energie speichern.


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