Solarthemen+plus. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat den Wirkungsgrad einer Power-to-Gas-Anlage laut eigener Aussage von 54 auf 76 Prozent anheben können.
Für die Energiewende ist die Umwandlung von Strom in Methan bedeutsam, weil das Erdgasnetz als Puffer für Energie dienen könnte. Im vom KIT koordinierten EU-Projekt HELMETH hat sich nach Aussage des Instituts gezeigt, dass Hochtemperaturelektrolyse und Methanisierung als gemeinsamer Power-to-Gas-Prozess mit einem Wirkungsgrad von über 76 Prozent im Technikumsmaßstab möglich sind. „Wir haben die Synergien zwischen Elektrolyse und Methanisierung erstmals konsequent ausgenutzt und so einen Wirkungsgrad erreicht, der rund 20 Prozentpunkte über dem der Standardtechnologien liegt“, erklärt Dimosthenis Trimis, am KIT Koordinator von HELMETH. Eine konventionelle Power-to-Gas-Industrieanlage wandelt rund 54 Prozent der elektrischen in chemische Energie um, wenn diese in Form von Methan gespeichert werden soll. Der Prototyp des EU-Projektes HELMETH, der in zwei gängige Container von je rund sechs Metern Länge passt, erreichte bei den finalen Messungen einen Wirkungsgrad von 76 Prozent, was die Forscher auf einen Wirkungsgrad im Industriemaßstab von 80 Prozent hoffen lässt. Zudem kann berücksichtigt werden, dass das Gas bei der Wiederverstromung in Block-Heiz-Kraftwerken eingesetzt werden kann. Damit verbessert sich der Gesamtwirkungsgrad der Technologie und übersteigt denjenigen reiner Stromspeicher. Parallel wurden Studien zur Wirtschaftlichkeit und Klimabilanz der neuen Technologie erstellt. „Mit so hohen Wirkungsgraden macht die Power-to-Gas-Technologie einen großen Schritt hin zur Wirtschaftlichkeit“, so Trimis. Sogar Wirkungsgrade von mehr als 80 Prozent seien möglich, wenn identifizierte Prozesschritte durch künftige Forschung in Angriff genommen würden. Der Vorteil von Methan gegenüber Wasserstoff ist, dass es in in die vorhandenen Erdgasleitungen und -speicher ohne Begrenzungen oder weitere Aufbereitung eingespeist werden kann. Das im HELMETH-Projekt erzeugte Erdgassubstitut enthielt Wasserstoffkonzentrationen von weniger als 2 Volumenprozent und wäre somit in das gesamte deutsche Erdgasnetz ohne Einschränkungen einspeisefähig. Das Projekt HELMETH lief fast vier Jahre mit einem Budget von rund 3,8 Millionen Euro. HELMETH steht für „High-Temperature ELectrolysis and METHanation for Effective Power to Gas Conversion“. Projektpartner sind neben dem KIT die Universität Turin und die TU Athen, die Firmen Sunfire GmbH und EthosEnergy Italia SPA sowie das European Research Institute of Catalysis ERIC und der Deutscher Verein des Gas und Wasserfaches (DVGW). Text: Andreas Witt Foto: sunfire GmbH
