Mit Photovoltaik günstig Gas herstellen
Solarserver: Wasserstoff-Elektrolyse und Power-to-Gas wird bisher vor allem im Zusammenhang mit Windenergie diskutiert. Kann die Technologie auch große Solarkraftwerke sinnvoll ergänzen?
Heinrich Gärtner: Strom aus Solaranlagen kann weltweit nahezu unabhängig von der Anlagengröße für Kosten zwischen 2 und 20 Eurocent je Kilowattstunde produziert werden. Die spezifischen Kosten für Strom aus Windkraftanlagen sind deutlich stärker von den regionalen klimatischen Bedingungen und von der jeweiligen Anlagengröße abhängig. Große Anlagen an guten Standorten produzieren Strom für 3 bis 5 Eurocent je Kilowattstunde. Kleinanlagen im Kilowattbereich haben häufig spezifische Gestehungskosten über 50 Eurocent.
Auch bei der Verfügbarkeit von Energie unterscheiden sich beide Technologien deutlich. Die Photovoltaik ist auf weniger als 4500 Betriebsstunden pro Jahr beschränkt und – je nach Region – auf Vollbenutzungsstunden zwischen 750 bis 1750 Stunden. Bei größeren Windenergieanlagen sind dagegen Betriebs- und Vollbenutzungsstunden von 8000 bzw. 4000 Stunden durchaus realistisch.
Die höhere Verfügbarkeit von Strom bei ähnlichen spezifischen Stromgestehungskosten sorgt bei Windkraftanlagen im Megawattbereich, die mit Power-to-Gas kombiniert werden, für geringere Total Costs of Ownerships als dies mit Strom aus der Photovoltaik der Fall wäre.
Die Windkraft kann ihre Stärken aber nicht überall ausspielen. Gerade für kleinere Bedarfe an umzuwandelnder Energie und Anlagengrößen von weniger als etwa 100 Kilowatt ist die Photovoltaik eine sehr gute Energiequelle, um günstig Gas herzustellen. Das gilt besonders auch in Regionen, in denen die Windkraft technisch oder regulatorisch nicht funktioniert.
Solarserver: Könnte Power-to-Gas die Vermarktung des Stroms aus großen Solarparks zukünftig erleichtern?
Gärtner: Die Produktion von Solarstrom ist von der Lage der Anlage, dem Wetter bzw. Sonnenstand und vielem mehr abhängig. Deswegen wird auch die Vermarktung von externen, zumeist nicht steuerbaren Faktoren beeinflusst. Flexiblen Nachfrageschwankungen kann man also prinzipbedingt nicht gerecht werden.
Power-to-Gas bietet nun die Möglichkeit, den Strom, und hierbei vor allem Stromüberschüsse, umzuwandeln und die Energie in Form von Gas zu speichern. Bei Nachfrage- und somit Preisspitzen im Strommarkt kann das Gas – beispielsweise in Kavernen in großen Mengen zwischengespeichert – erneut genutzt werden, um wiederum Strom zu produzieren und zu vermarkten. Dies führt zu einer Aufwertung der Energie und kann somit zum wirtschaftlichen Erfolg von Solarprojekten beitragen. Weitreichender und relevanter sind aber die Möglichkeiten der „Stromveredlung“ mithilfe von Power-to-Gas durch die Sektorenkopplung. Ein Beispiel: Für Wasserstoff als Treibstoff werden derzeit Preise von bis zu 30 Eurocent pro Kilowattstunde aufgerufen.
Solarserver: Wird Power-to-Gas in Konkurrenz zu den immer günstigeren Batteriespeichern eine Chance haben?
Gärtner: Wir denken, dass sich circa ein Dutzend Speichertechnologien und vermutlich ähnlich viele Speicheranwendungen durchsetzen werden. Alle werden in ihrer „Spezialdisziplin“ dazu beitragen, dass unser Energiesystem als Ganzes und lokale Teilsysteme im Umfeld der jeweiligen Speicherlösung gut funktionieren und bezahlbar sind. Im Umkehrschluss: Jede hilfreiche Technologie, die in diesem Set fehlt, verteuert unser Energiesystem unnötig.
Die Technologie der Wasserelektrolyse bietet quasi exklusiv die Chance, eine Reihe von sehr wichtigen Anwendungen zu ermöglichen: Erstens die Zwischenspeicherung von sehr großen Mengen an „Strom“ über Wochen oder Monate, zweitens die Bereitstellung von Treibstoff für die Wasserstoffmobilität und drittens die Bereitstellung von Wasserstoff zur stofflichen Nutzung – vereint unter dem Schlagwort "Sektorenkopplung".
Rückt man den Fokus auf die umgesetzte Energiemenge, sehen wir die auf Wasserstoff basierenden Speicherlösungen und Anwendungen mit Abstand als am bedeutendsten an. Darüber hinaus lassen sich mehrere dieser Anwendungen selbst in einem einzigen Projekt häufig gut miteinander kombinieren. Diese vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten, die auf der Technologie der Wasserelektrolyse basieren, stellen einen gravierenden Unterschied der Elektrolyse zu anderen, eher „eindimensionalen“ Speichertechnologien wie einer Batterie dar. Auch unter Nachhaltigkeitsaspekten punktet der Elektrolyseur. So wird verhältnismäßig wenig Material eingesetzt, das zudem leicht recycelbar ist und als Betriebsstoff kommt lediglich reines Wasser zum Einsatz.
Interview: German Lewizki, Sunbeam
Die H-Tec Systems GmbH stellt ihre Produkte und Anwendungen auf der Energy Storage Europe vom 13. bis 15. März 2018 in Düsseldorf vor. Der Solarserver ist Medienpartner der Fachmesse und Konferenz.
7.3.2018 | Quelle: H-Tec Systems GmbH | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH
