Power-to-Gas (P2G®): Technik und Perspektiven in Kopplung mit Biogasanlagen

Inhalt:
Vorgestellt wird ein Lösungsansatz zur (saisonalen) Speicherung erneuerbarer Energie. Speichermedien sind Erdgassubstitut (Substitute Natural Gas, SNG) und Wasserstoff, die sich über den Konversionspfad „Power-to-Gas“ erzeugen lassen. Fluktuierend anfallende Elektrizität aus erneuerbarer Energie, insbesondere aus Windkraft und Photovoltaik, dient im P2G(r)-Prozess zur elektrolytischen Erzeugung von Wasserstoff, der mit CO2 in einem Synthesereaktor zu Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas, konvertiert und als SNG in das Erdgasnetz eingespeist wird. In der vorhandenen Erdgas-Infrastruktur wird der aus erneuerbaren Ressourcen hergestellte, chemische Energieträger Methan effizient gespeichert, verteilt und zur bedarfsgerechten Nutzung bereitgestellt. Neben der Einspeisung von SNG, welches Erdgas substituiert, kann unter bestimmten Randbedingungen auch Wasserstoff als Zumischkomponente bis zu einigen Vol. % in das Erd-gasnetz eingespeist werden. Der P2G(r)-Prozess bietet die Option auf ein Zusammenwachsen von Stromnetz und Gasnetz zu einem integrierten Gesamtsystem für die bedarfsgerechte Bereitstellung und Speicherung von Energie. SNG kann in modernen Gas- und Dampf-Kraftwerken oder in dezentralen Blockheizkraftwerken zu Strombedarfszeiten rückverstromt werden, in der Industrie zum Einsatz kommen oder als Kraftstoff – z. B. als „E-Gas“ in der Mobilität – Verwendung finden. Im Rahmen des vorliegenden Beitrags werden die verschiedenen Kopplungsoptionen von Biogasanlage und P2G(r)-Anlage beschrieben sowie Ergebnisse des Versuchsbetriebs in den Leistungsklassen 25 und 250 kWel vorgestellt.