War watt? Power-to-Gas oder Windgas – für Energiewende unverzichtbar

Es funktioniert. Aus Wind- oder auch Solarenergie lässt sich Methan oder Wasserstoff herstellen. Die Gase lassen sich bequem speichern. Und Dank der Erdgaskavernen und Porenspeicher sowie des gut ausgebauten Leitungsnetzes gibt es kein Problem, Gas in sehr großen Mengen zu speichern und zu transportieren. Leider hat die Sache zwei Haken: Das Power-to-Gas-Verfahren ist erstens teuer und zweitens mit Wirkungsgraden unter 40 Prozent (noch?) zu ineffizient. Trotz dieser Nachteile kommt man an der, auch schon bei uns im Blog geäußerten Meinung derzeit nicht vorbei: Power-to-Gas oder Windgas ist für die Energiewende unverzichtbar.

Das unterstreicht auch die Studie „Bedeutung und Notwendigkeit von Windgas für die Energiewende in Deutschland“ der Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher (FENES) an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH) und des Berliner Analyseinstituts Energy Brainpool, die im Auftrag von Greenpeace Energy erstellt wurde. „Ohne Windgas-Anlagen, die überschüssigen Strom aus Wind- und Solaranlagen z. B. per Elektrolyse in Wasserstoff wandeln und damit speicherbar machen, wäre eine Stromerzeugung zu 100 Prozent aus Erneuerbaren nicht erreichbar. Und dies unabhängig davon, wie viele erneuerbare Kraftwerke zugebaut werden, ergab die Analyse.“

Die Studie, die in einer Pressemeldung, einer Kurzfassung und vollständig für jeden Lesegeschmack zugänglich ist, hat überzeugende Argumente.

Wenn der Ausbau der EE-Erzeugung weiter in Richtung 100 Erneuerbare voranschreitet, werden wir Erzeugungskapazitäten von über 200 GW bei Wind- und Solarstrom erreichen. Kein anderes System außer Power-to-Gas oder Windgas kann (nach heutigem Erkenntnisstand) derartige Mengen an überschüssigem Strom – unsere Spitzenlasten liegen derzeit bei ca. 90 GWh – abnehmen.

100 Prozent Erneuerbare brauchen Power-to-Gas oder Windgas

Bei mehrtägiger Dunkelflaute – kaum Solar- oder Windenergie am Netz – muss der Bedarf an derzeit ca. 50 GW pro Stunde anderweitig gedeckt werden. In einem schlechten November können dann innerhalb mehrerer Tage schon mal schnell mehrere TWh fehlen. Selbst 40 Mio. solare Speicher in unseren Wohnung und Häusern und 20 Mio. E-Fahrzeuge können zusammen mit den Pumpspeicherkraftwerken diese fehlende Erzeugung nicht annähernd kompensieren.

Ferner sollten wir davon ausgehen, dass die Nachfrage nach Strom sich mittelfristig erhöhen wird – die Energiewende hat gerade erst begonnen, im Verkehrssektor ist bis heute so gut nichts passiert und bei der Wärmewende stehen wir noch ganz am Anfang. Strom als Alleskönner wird mittels Wärmepumpen unseren Heizbedarf in Zukunft ebenso befriedigen wie unser Mobilitätsbedürfnis. Statt kleiner wird die Bedarfslücke beim Strom in Zeiten der Dunkelflaute in Zukunft noch größer, während bei Sonnenschein und Starkwind die Abnahme fehlt.

Auch Fritz Vorholz hat sich für die Zeit die Studie angesehen: Nichts spricht gegen Lastmanagement, gegen Netzausbau, gegen Batterien und gegen die flexible Steuerung der Biomassekraftwerk, aber am Ende werden diese Maßnahmen alle miteinander die Lücke nicht füllen können. Power-to-Gas oder Windgas wird für die Versorgungssicherheit unverzichtbar.

Power-to-Gas oder Windgas kostengünstiger als andere Verfahren

Und warum soll Power-to-Gas oder Windgas der günstigste Weg sein, um die Energiewende zu gestalten? Schon heute (bei ca. 40 GW installierter Windleistung) gehen Millionen Euro verloren, weil bei starker Windlast die Anlagen abgeregelt werden müssen. Oder der Erneuerbare Strom sorgt bei Überkapazitäten für negative Strompreise auf dem europäischen Markt. Diese Verluste sind bei hinreichender Speicherung von Power-to-Gas oder Windgas unnötig, Angebot und Bedarf könnten flexibel zur Deckung gebracht werde, der Spot-Markt würde obsolet, alle Anbieter der Erneuerbaren bekämen Zugang zu Regelenergie- und Reservemärkten.

Um die Kosten von Power-to-Gas oder Windgas mit anderen Varianten zu vergleichen, müssen in Szenarien die künftigen Preise unterlegt werden. Man kann der Studie vorwerfen, dass sie hier die Kostendegression bei Power-to-Gas oder Windgas mit 13 Prozent pro Verdopplung der Leistung zu hoch ansetzt. Diese Annahmen haben aber in Ableitung der Kostendegressionen, die wir bei allen neu entwickelten Verfahren in der jüngsten Vergangenheit gesehen haben, ihre Berechtigung.

Derzeit importiert Deutschland 88 Prozent seines Gasbedarfs, mit einem Anteil von 40 Prozent ist Russland unser größter Lieferant. Gas wird in Deutschland überwiegend zur Wärmenutzung im privaten, gewerblichen und industriellen Bereich benötigt. Diese Abhängigkeit so schnell wie möglich zu reduzieren, ist ein eigenständiges Ziel. Ferner würde der Einsatz von Power-to-Gas oder Windgas im großen Maßstab auch den Explorationsdruck und Ausbeutung der Tiefsee und der Arktis vermindern. So will der Ölkonzern Shell in einer der letzten unberührten Regionen der Erde nach Öl bohren. Trotz massiver Bedenken und internationaler Proteste hält der Konzern stur an Plänen fest, die jetzt von der US-Regierung genehmigt wurden. Power-to-Gas oder Windgas könnte ein wichtiger Beitrag zum globalen Umweltschutz werden.

Wohl bemerkt: Es steht derzeit nicht an, sich auf ein Verfahren zu konzentrieren oder in politischen Aktionismus zu verfallen. Wenn wir über Power-to-Gas reden, geht es um Zeiträume von Dekaden. Hier und heute geht es „nur“ um Weichenstellungen. Eine Voraussetzung für den Erfolg von Power-to-Gas oder Windgas sind politische Maßnahmen, die die Studie in sieben Punkten zusammenfasst. Aktuell, so fordern die Autoren, solle Windgas in den Energieszenarien der Bundesregierung und im künftigen Strommarktgesetz angemessen berücksichtigt werden.