Angesichts der Katastrophe im japanischen Kernkraftwerk Fukushima Daiichi wird bei uns jetzt sehr viel über eine schnelle Energiewende diskutiert, dabei unter anderem auch die Themen Ausbau der Stromnetze und Speicherung elektrischer Energie. Spiegel Online hat letzte Woche eine vierteilige Artikel-Serie zu Speichertechnologien, teils mit Video und Bilderstrecke. Da dies sehr eng mit meiner Master Thesis zu tun hat, möchte ich die vier Artikel kurz vorstellen.

• Der erste Artikel Deutschland sucht den Superspeicher bietet einen recht guten Überblick, warum wir gerade im Stromsektor bei einer verstärkten Nutzung erneuerbarer Energien einen Bedarf an Stromspeichern haben werden.
• Im zweiten Artikel Gib Gas: Wie man Licht und Wind zu Erdgas macht wird die Erneuerbare-Methan-Technologie beschrieben, die hier im Blog auch schon mehrfach Thema war.
• Der dritte Artikel Wasser marsch: Seen sind die größten Batterien beschreibt Pumpspeicherkraftwerke. Das Video im Artikel befasst sich insbesondere mit dem Pumpspeicher Atorf, das im Südschwarzwald gebaut werden soll.
• Im vierten und letzten Artikel Mach Druck: Windkraft im Boden wird beschrieben, wie man mit Hilfe von Druckluft Energie speichern kann.

Im Prinzip stellen diese vier Artikel eine recht gute Zusammenfassung der Themen meiner Master Thesis dar. Lediglich die Wasserstoff-Technologie wird in der Artikelserie nicht berücksichtigt.

In meinem letzten Blog-Beitrag habe ich ja über meine Master-Arbeit berichtet, in der ich mich unter anderem damit beschäftige, wie elektrischer Strom in Form von Gas gespeichert werden kann.

Grafik und Illustration Carsten Raffel/Greenpeace Energy

Vor zwei Wochen hat dann der Ökostrom-Anbieter Greenpeace Energy verkündet, dass sie zukünftig aus Windstrom per Elektrolyse Wasserstoff machen wollen und diesen Wasserstoff dann in das Erdgasnetz einspeisen wollen, denn im Erdgas darf bis zu einem bestimmten Anteil auch Wasserstoff enthalten sein. Wie das ganze funktionieren soll, zeigt zum einen die Grafik oben und noch besser das Video unten.

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Letzte Woche habe ich endlich mal (nach einem mehre Monate dauernden formalistischen Hin und Her mit vielen Formularen, Beratungsgesprächen, Unterschriften etc.) geschafft, meine Master Thesis anzumelden. Ich schreibe die Arbeit am Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) und die Arbeit trägt den nicht ganz so kurzen Titel: Techno-ökonomischer Vergleich von Erneuerbarem Methan mit anderen Stromspeichertechnologien.

Angesichts der aktuellen Debatte um einen Ausstieg aus dem Ausstieg aus dem Atomausstieg und einem möglicherweise schnelleren Ausbau der erneuerbaren Energien ist das – wie ich denke – ein hochaktuelles Thema. Denn bei einem hohen Anteil an fluktuierenden, also zeitlich schwankenden, erneuerbaren Energien in unserem Stromsystem werden wir nicht umhin kommen, große Strommengen von Zeiten mit Stromüberschuss in Zeiten mit Strommangel zu verlagern. Es gibt schon einige Speichertechnologien, die sich prinzipiell dafür eignen. Pumpspeicherkraftwerke sind dabei die etabliertesten. Daneben werde ich in meiner Arbeit auch noch Druckluftspeicherkraftwerke und elektrolytisch erzeugten Wasserstoff untersuchen. Elektrische Batterien (Akkus) werde ich nur am Rande behandeln. Die genannten Technologien werden in meiner Arbeit mit der noch sehr jungen Technologie Erneuerbares Methan verglichen.

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Diese Anlage in Darmstadt-Wixhausen bereitet Biogas zu Biomethan auf.

Heute (Dienstag) und morgen (Mittwoch) bin ich auf der internationalen Konferenz Biogasaufbereitung zu Biomethan, die das Fraunhofer IWES ((Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) entstand letztes Jahr aus der Fusion des Fraunhofer-Center für Windenergie und Meerestechnik (CWMT) in Bremerhaven mit dem Institut für Solare Energieversorgungstechnik (ISET) der Universität Kassel.)) in Bad Hersfeld ausrichtet.

Eigentlich bin ich aus Aushile dort, habe aber die Möglichkeit, mir die meisten Fachvorträge anzuhören. So hab ich einiges gelernt über die Aufbereitung von Biogas ((Biogas besteht typischerweise aus etwa 60 % Methan (CH₄), etwa 35 % Kohlendioxid (CO₂), etwa 3 % Wasser (H₂O), sowie in geringeren Konzentrationen Stickstoff (N₂), Sauerstoff (O₂), Wasserstoff (H₂), Schwefelwasserstoff (H₂S) und einigen anderen Gasen.)) zu sogenanntem Biomethan (mit einem Methangehalt von 92 bis 99 %). Ziel ist, dass das Biomethan eine dem Erdgas vergleichbare Qualität hinsichtlich Brennwert und Gaszusammensetzung bekommt, damit es in das bereits vorhandenen Erdgasnetz eingespeist werden kann. Für die Aufbereitung kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. In einer Reihe von Vorträgen wurden die Vor- und Nachteile von Druckwechseladsorption, Druckwasserwäsche, Aminwäsche, Membrantechnologien und kryogene Verfahren. Hauptknackpunkt bei allen Verfahren ist, den sogenannten Methanschlupf zu minimieren. Unter Methanschlupf versteht man die Menge an Methan, die im Aufbereitungsprozess aus der Anlage in die Atmosphäre entweicht. Da Methan etwa 25 mal so klimawirksam wie Kohlendioxid ist, sind selbst kleine Methanfreisetzungen problematisch.

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