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25. Oktober 2011, 15:37 Uhr

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.

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.

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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