Achtung: Erdgas könnte bald zu den erneuerbaren Energien gehören
Das könnte die Lösung sein: Ein österreichisches Unternehmen hat einen Weg gefunden, Solarenergie in klimaneutrales Gas umzuwandeln. Mikroorganismen helfen mit. Ein Forschungsverbund testet das System jetzt umfangreich in der Praxis.
Idyllische Natur und in der Mitte die Anlage zur Methan-Produktion. Das Bild hat symbolischen Charakter.
Foto: RAG Austria AG
Wie lässt sich Energie aus erneuerbaren Ressourcen effizient speichern? Das ist die große Frage, die hinter unzähligen Forschungsprojekten steckt. Wer eine Antwort findet, könnte den Schlüssel für die Energiewende in der Hand halten und den Klimawandel begrenzen. Denn das Potenzial an erneuerbaren Energien ist groß genug, um den weltweiten Bedarf gleich mehrfach zu decken. Wie einfach wäre es, wenn man die Wüste mit Solarmodulen bestücken könnte? Oder in einem kleineren Rahmen gedacht: Ließe sich der Wind an den Küsten einsammeln, um damit im Winter zu heizen, wäre viel gewonnen.
Doch ohne ausreichende Speicherlösungen müssen die Rotoren still stehen, wenn die Menge an produzierten Windstrom zu hoch wird. Eine absurde Situation. Das dachten auch die Ingenieure des österreichischen Energieunternehmens RAG Austria AG. Sie haben einen neuen Ansatz gewagt – und wandeln indirekt Sonnenstrom in Gas um. Österreichische und Schweizer Energieunternehmen und Forschungseinrichtungen haben sich jetzt in einem Verbund zusammengeschlossen, um diese innovative Technologie ausgiebig in der Praxis zu testen.
Mikroorganismen machen aus erneuerbare Energien Methan
Eigentlich ist der Ansatz der Ingenieure gar nicht neu. Sie nutzen nämlich ein Prinzip, das in der Natur seit Urzeiten von selbst passiert und schaffen nur die nötigen Voraussetzungen: Mikroorganismen stellen das Gas in dem Projekt Underground Sun Conversion her. So funktioniert es: Die RAG nutzt im Sommer überschüssige erneuerbare Energie, etwa Solarstrom, um über das Verfahren der Elektrolyse Wasserstoff (H2) herzustellen. Der Wirkungsgrad ist dabei zwar gering, doch viele Wissenschaftler arbeiten daran, die Wasserstoffproduktion zu verbessern. Ein Durchbruch ist auch hier bereits zum Greifen nahe.
Grüner Wasserstoff für Deutschland: Ist das die Antwort?
Der Wasserstoff wird dann gemeinsam mit (CO2) in den Boden eingebracht. Dafür nutzen die Ingenieure natürliche Untergrundspeicher, etwa ehemalige Erdgaslagerstätten, die in über 1.000 Metern Tiefe liegen. Dort übernimmt die Natur den Rest. Die Mikroorganismen, Archaeen genannt, wandeln über ihren Stoffwechsel Wasserstoff und CO2 zu erneuerbarem Methan (CH4) um – dem Hauptbestandteil von Erdgas. Das Methan kann bei Bedarf wieder aus dem Boden gezogen und als Energiequelle genutzt werden. Auch Erdgasfahrzeuge ließen sich damit antreiben. Es ist klimaneutral, da nur CO2 frei wird, das zuvor extra hinzugefügt wurde – so würde Gas zu den erneuerbaren Energien gehören.
Archaeen gibt es übriges auf der ganzen Welt. Sie leben hier bereits seit Millionen von Jahren und haben einst aus Biomasse Erdgas herstellt.
Oberirdische Speicherinfrastruktur wird nicht benötigt
Der Forschungsverbund wird jetzt innerhalb der nächsten zwei Jahre die Technik weiter testen und die Umsetzbarkeit in der Schweiz und in Österreich prüfen. Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt hat dabei die Aufgabe, aus einer erhöhten Perspektive auf das Projekt zu blicken. „Wir schauen uns an, wann und wo Überschussstrom anfällt, wo geeignete CO2-Quellen wären und wo letztlich auch die Nachfrage nach erneuerbarem Erdgas vorhanden ist“, sagt Martin Rüdisüli von der Empa-Abteilung Urban Energy Systems.
Öko-Diesel nur aus Wasser und CO2
Die Universität Bern klärt die nötigen geologischen Voraussetzungen für eine Einlagerung und die Ostschweizer Fachhochschule OST ermittelt, wie die ökonomischen Rahmenbedingungen aussehen müssten, damit solch ein Projekt auch wirtschaftlich funktionieren kann. Rüdisüli hält den Ansatz unter anderem deswegen für spannend, weil er so leicht umzusetzen wäre: „Auch bei einem großen Anstieg der Methangasproduktion bräuchte es dank der natürlichen Speicher im Erdinneren keinen Ausbau der oberirdischen Speicherinfrastruktur.“ Allerdings müsste der produzierte Strom aus erneuerbaren Energien dafür langfristig steigen.
Neue Technologie könnte Schwankungen der erneuerbaren Energien ausgleichen
Sollte sich die neue Speichertechnologie als wirkungsvoll herausstellen, könnten die erneuerbaren Energien in einem deutlich größeren Umfang genutzt werden. Denn Schwankungen im Stromnetz ließen sich mit dem Methan kurz- und langfristig ausgleichen. Es trüge also zur Versorgungssicherheit bei und würde die Möglichkeit schaffen, Sonnenstrom auch im Winter zu nutzen.
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