„Power to Gas“-Technologie in Baden ... - Ulrich Müller MdL

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„Power to Gas“-Technologie in Baden ... - Ulrich Müller MdL

Landtag von Baden-Württemberg Drucksache 15 / 1410die Wertschöpfungskette zur energetischen Nutzung dieser Speichertechnologieweitgehend in Baden-Württemberg darzustellen. Auf den Gebieten der Elektrodenbeschichtung,Membranentwicklung, Dichtungsentwicklung und Kunststofftechnologieexistiert in Baden-Württemberg eine weltweit anerkannte Kompetenz.Viele europäische Apparatebauer für den gastechnischen Bereich beziehen Kern-Komponenten und Subsysteme wie Rohrleitungskomponenten, Verdichter, Zwischenspeicherund Gasabfüllanlagen von baden-württembergischen Herstellern.Auch eine ganze Reihe namhafter Hersteller von Wasseraufbereitungssystemenund der Gasaufbereitung ist in Baden-Württemberg beheimatet.Bei baden-württembergischen Forschungseinrichtungen sind folgende weitereProjekte auf dem Gebiet der „Power-to-Gas“-Technologie bekannt:– Beim ZSW befindet sich eine 250 kW (elektrisch)-Anlage in Stuttgart im Aufbau.Projektpartner sind das ZSW, die Firma SolarFuel GmbH und das Fraunhofer-Institutfür Windenergie und Systemtechnik IWES. Finanziert wird dasProjekt vom Bundesumweltministerium (BMU).– Am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) werdenim Labormaßstab im Rahmen von verschiedenen Forschungsvorhaben alternativeMethanisierungsverfahren untersucht (Wabenreaktor, Flüssigphasen-Methanisierung). Diese sollen im weiteren Verlauf auch in größerem Maßstabausgeführt und weiterentwickelt werden.– In dem von der Forschungsstelle des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches(DVGW) am Engler-Bunte-Institut des KIT koordinierten Verbundvorhabendes Bundesforschungsministeriums (BMBF) SEE wird die gesamte„Power-to-Gas“-Prozesskette vom Stromnetz über die Elektrolyse bis hin zurBrennstoffsynthese und Einspeisung in das Gasnetz untersucht. Hierbei sindneun 9 Projektpartner aus Wissenschaft (z. B. Fraunhofer-Institut für SolareEnergiesysteme ISE) und Industrie (z. B. EnBW) beteiligt.– Das KIT koordiniert auch den Forschungs- und Innovationsschwerpunkt „Energyfrom chemical fuels“ der vom European Institute for Innovation and Technology(EIT) geförderten Knowledge & Innovation Community KIC InnoEnergy.In dieser europäischen Initiative, die 2011 mit insgesamt 24 Mio. € und 2012mit 31 Mio. € gefördert wird, haben sich unter Koordination des KIT insgesamt30 europäische Partner aus Forschung, Universitäten und Industrie zusammengeschlossen,um den europäischen Energieraum 2050 zu gestalten. Im thematischenSchwerpunkt „Energy from chemical fuels“ werden verschiedene Projektegefördert, die auf die Nutzung chemischer Energieträger als Energiespeicherabzielen, darunter auch konkrete Aufgaben zur Methanisierung.– An der Universität Stuttgart (Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik, AbteilungDezentrale Energieumwandlung) wurden diverse Projekte kürzlich abgeschlossen,wie beispielsweise zur Brennstoffflexibilisierung für Kombi-Kraftwerkemit der Option eines CO 2 -freien Betriebs (Erzeugung wasserstoffreicherGase aus festen Brennstoffen in einem kommunizierenden Wirbelschichtreaktor– Absorptionsgestützte Reformierung von Biomasse und Braunkohle – Erzeugungvon Gasen für Methanisierung), zur energetischen Nutzung biogenerReststoffe mit der Absorption Enhanced Reforming-Technologie (AER) undeine Systemanalyse zur Erzeugung und Nutzung biogener Gase in Baden-Württemberg.Das derzeit laufende BMBF-geförderte Projekt „Bioenergie 2021“befasst sich mit der innovativen Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen ausBiomasse. Geplant sind Projekte zu flüssigen Kohlenwasserstoffen als Speichermit höchster Energiedichte, zur Regelfähigkeit von Bioenergieanlagen zur Integrationhoher Anteile erneuerbarer Energien in das Energiesystem Deutschlandsund zur Speicherung von Biomasse und regenerativem Strom durch eine Kombinationvon Biomasse-Vergasung mit dem „Power-to-Gas“-Konzept.– An der Universität Konstanz gibt es im Fachbereich Chemie das Projekt „Adsorptionvon CO 2 in porösen Organosilikaten“ im Bereich Gasspeicherung/Methanisierungvon Strom. Die Förderung erfolgt durch Forschungsmittel, die vonder Universität Konstanz bereitgestellt werden.5


Landtag von Baden-Württemberg Drucksache 15 / 14106– Im Fachbereich Geowissenschaften der Universität Tübingen wird in einem Industrieprojekteine etwaige Grundwassergefährdung bei der unterirdischen Erdgasspeicherunguntersucht.– Für Audi befindet sich eine 6000 kW (elektrisch)-Anlage in der Planungsphase.Der Auftrag erging an die SolarFuel GmbH in Stuttgart. Standort der Anlage istder Ort Werlte im Emsland. Im Rahmen des Monitorings ist das ZSW an einemBMU-geförderten Projekt beteiligt (momentan Bewilligungsphase).5. welche Fördermittel bisher für Projekte zu dieser Technologie in Baden-Württemberginsgesamt und seitens des Landes im Speziellen vergeben wurden bzw.werden und was sie diesbezüglich beabsichtigt;Die Grundlagen der heutigen „Power-to-Gas“-Technologie wurden im Rahmenteils lange zurückliegender Projekte gelegt (s. o. „CO 2 -Recycling zur Herstellungvon Methanol“, gefördert vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunstin Baden-Württemberg). Momentan sind mehrere ZSW-Projekte mit Bundesförderungin Arbeit bzw. in der Akquisitionsphase. Das größte derzeitige ZSW-Projekt„Errichtung und Betrieb einer Forschungsanlage zur Speicherung von erneuerbaremStrom als erneuerbares Methan im 250 kWel-Maßstab“ wird vom BMU mitüber 3,5 Mio. Euro ab dem 1. April 2011 bis zum 31. März 2014 gefördert.Das ZSW hat mit der Firma SolarFuel einen Lizenzvertrag abgeschlossen und bearbeitetzusätzlich für SolarFuel entsprechende Aufträge. Weiterhin betreibt dasZSW, das vom Ministerium für Finanzen und Wirtschaft in 2011 institutionell mitMitteln in H. v. 3,722 Mio. Euro gefördert wurde, Vorlaufforschung für die Weiterentwicklungder „Power-to-Gas“-Technologie.Weitere Informationen über den Umfang der eingesetzten Fördermittel zu Projektenim Bereich „Power-to-Gas“ liegen – über die Angaben zur Frage 4 hinaus –nicht vor.Das Umweltministerium bereitet aktuell eine Ausschreibung zum Thema Energieund Energiespeichertechnologien vor. Im Rahmen dieses neuen Förderschwerpunktsinnerhalb des Umweltforschungsprogramms BWPLUS werden Projektvorschlägemit Relevanz für Baden-Württemberg eingeworben. Dazu können unteranderem auch innovative Vorschläge aus dem Bereich „Power-to-Gas“ gehören.6. wann sie mit der technischen und wirtschaftlichen „Marktreife“ dieser Technologierechnet;Die „Power-to-Gas“-Technologie greift im Wesentlichen auf die TechnologienElektrolyse und Methanisierung zurück, die für sich gesehen bereits einen hohentechnischen Standard aufweisen. Bezüglich der großtechnischen Anwendung, dertechnischen Anforderungen und der Kosten sind diese Technologien jedoch bislangnicht auf den Einsatz in „Power-to-Gas“-Anlagen abgestimmt. Insbesonderedie erwartete diskontinuierliche Fahrweise solcher Anlagen stellt eine besondereHerausforderung dar. Bei der weiteren Entwicklung im Zuge der Errichtung vonPilotanlagen sind daher bezüglich dieser Eigenschaften noch Lernkurven zu durchlaufen.Eine technische Reife ist bei entsprechendem Engagement in den nächsten5 bis 10 Jahren zu erwarten. Eine wirtschaftliche Marktreife ist unter den gegebenenund mittelfristig zu erwartenden energiewirtschaftlichen Randbedingungenderzeit nicht absehbar.7. welche Bedeutung sie dieser Technologie angesichts der Problematik fehlenderSpeichermedien, vor allem vor dem Hintergrund ihrer weitreichenden Zielebeim Ausbau volatiler Energieerzeugung, beimisst – insbesondere, ob es zu einerkoordinierten Politik von Stromerzeugung, Stromtransport und Stromspeicherungkommen wird;Entsprechend den Ausbauzielen wird die künftige Stromversorgung von der starkfluktuierenden Einspeisung aus erneuerbaren Energien, insbesondere aus Windenergie-und Fotovoltaikanlagen, dominiert. Der hieraus resultierende Speicherbedarfist hoch. Vorliegende Prognosen über den künftigen Speicherbedarf differierenje nach den zugrunde gelegten Szenarien stark, weisen aber insgesamt einen


Landtag von Baden-Württemberg Drucksache 15 / 1410enormen Ausbaubedarf aus. Bei Schätzungen zum längerfristigen Speicherbedarfbei einer 100-Prozent-Vollversorgung durch erneuerbare Energien wird zumindestdas Hundertfache der heutigen, im deutschen Stromnetz verfügbaren Speicherkapazitätals erforderlich angesehen. Derart große Speicherkapazitäten können ausheutiger Sicht nur durch chemische Speicher bereitgestellt werden.Es ist davon auszugehen, dass der Einsatz der „Power-to-Gas“-Technologie beieinem hohen Anteil an erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung wegen desimmer größer werdenden Ungleichgewichts zwischen Erzeugung und Verbrauchund zur saisonalen Speicherung von überschüssigem Strom zunehmend energiewirtschaftlicheBedeutung erlangen wird.Die Speicherung von Strom ist ein Baustein eines Energieversorgungssystems derZukunft. Daneben müssen die Stromnetze ausgebaut und zu intelligenten Energienetzen(sogenannte Smart Grids) weiterentwickelt werden. Dabei werden künftigverstärkt intelligente Lösungen umzusetzen sein, die neben der Verteilung undEinspeisung von Strom auch weitere Aufgaben, wie den Ausgleich von Angebotund Nachfrage, die Stromspeicherung und Lastmanagement-Funktionen bewerkstelligen.8. welche politischen Rahmenbedingungen aus ihrer Sicht für einen wirtschaftlichenBetrieb von „Power-to-Gas“-Anlagen derzeit hinderlich sind (bspw.bezüglich der Planungs- und Genehmigungsprozesse zur Errichtung und zumBetrieb entsprechender technischer Einrichtungen oder hinsichtlich eines zukünftigenRechtsanspruches auf Anschluss von „Power-to-Gas“-Stationen andas Strom- und Erdgasnetz für die Einspeisung) und wie sie solche Hindernisseauszuräumen versucht.Durch das Gesetz zur Neuregelung energiewirtschaftsrechtlicher Vorschriften vom26. Juli 2011 sind für die Einspeisung von Wasserstoff und von synthetisch erzeugtemMethan in Erdgasnetze wesentliche rechtliche Voraussetzungen geschaffenworden. Für Wasserstoff und für synthetisch erzeugtes Methan, das im Sinnedes Gesetzes als Biogas einzustufen ist, gelten die Privilegierungen für Biogasnach der Gasnetzzugangsverordnung (GasNZV).In der jetzigen Phase geht es primär darum, die Machbarkeit des „Power-to-gas“-Verfahrens anhand von Demonstrationsprojekten zu zeigen und die Technologienweiterzuentwickeln. Erheblicher Entwicklungsbedarf besteht insbesondere bei derVerbesserung von Wirkungsgraden und hinsichtlich der Kosten in der gesamtenProzesskette. Die Technologie ist dafür vorgesehen, überschüssigen Strom ausWind- oder Sonnenenergie in größeren Mengen zu speichern. Solange ein solcherÜberschuss nur in sehr begrenzten Zeitfenstern vorhanden ist, was gegenwärtigund auch mittelfristig der Fall sein wird, kann die Technologie nicht wirtschaftlichzum Einsatz kommen. Längerfristig müssen die Rahmenbedingungen dahingehendgeändert werden, dass ein Stromspeicher nicht nur Einkünfte aus dem Verkaufvon Strom sondern auch mit der Bereitstellung von Erzeugungsleistung erzielenkann. Eine solche langfristige Vorhaltung ausreichender Speicherkapazitätenkann beispielsweise mit Hilfe eines Kapazitätsmarktes wettbewerblich organisiertwerden. Kurzfristig wird jedoch eine gezielte Förderung von Speichertechnologiennotwendig sein, um ihre Entwicklung und Markteinführung voranzubringen.In VertretungMeinelMinisterialdirektor7

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