Energiewendeatlas Deutschland 2030

74 VERKEHRSWENDE POWER-TO-MOBILITY
POWER-TO-MOBILITY VERKEHRSWENDE 75
VERKNÜPFUNG VON ERNERUERBAREM STROMSEKTOR UND VERKEHRSSEKTOR
BEISPIEL DRESDEN:
POWER-TO-LIQUID – DIE REVOLUTION DER
KRAFTSTOFFHERSTELLUNG
Das Dresdner Energietechnikunternehmen sunfire GmbH
hat in seiner Power-to-Liquid-(PtL) Demonstrationsanlage
im März 2015 erstmals synthetischen Kraftstoff aus Wasser
und CO 2
produziert.
Für die Produktion des flüssigen Energieträgers setzt
sunfire Ökostrom, Wasser und Kohlendioxid ein, das unmittelbar
aus der Umgebungsluft gewonnen wird. Herzstück
der Demonstrationsanlage ist die Hochtemperatur-Elektrolyse,
in der das zu Dampf erhitzte Wasser in
seine Bestandteile gespalten wird: Sauerstoff und Wasserstoff.
Letzterer reagiert anschließend mit CO 2
zu einem
Synthesegas, das in Kohlenwasserstoffe umgewandelt
wird. Aus dem dabei entstehenden Rohprodukt (das so
genannte „Blue Crude“) kann mittels einer Standard-Raffination
Kerosin, Diesel, Benzin und andere petrochemische
Produkte gewonnen werden.
Da für die Dampferzeugung Abwärme aus dem Prozess genutzt
wird, ist die Herstellung mit einem Systemwirkungsgrad
von 70 Prozent besonders effizient.
Die so genannten PtL-Kraftstoffe sind klimafreundlich und
ressourcenschonend und können zukünftig einen wichtigen
Beitrag leisten, die Treibhausemissionen im Verkehrssektor
zu reduzieren. Doch das innovative Verfahren hat noch
einen weiteren Vorteil: Mit seiner Hilfe kann Wasserstoff
erzeugt werden (siehe: Infokasten), aber auch umgekehrt
(„reversibel“) mit einer Brennstoffzelle Strom und Wärme
produziert werden. So können z.B. erneuerbare Brenn- und
Kraftstoffe genutzt werden, um Strom flexibel für das öffentliche
Stromnetz bereitzustellen.
Ingenieure der sunfire GmbH zapfen die ersten glasklaren Liter des „Blue Crude“.
Das Forschungsprojekt wird mit 6,4 Mio. Euro vom
Bundesforschungsministerium unterstützt.
BEISPIEL ALLENDORF:
MILLIONEN KLEINER HELFER IM EINSATZ FÜR DIE VERKEHRSWENDE
BEISPIEL PRENZLAU:
PKW-FLOTTE KLIMANEUTRAL AUF DIE STRASSE SCHICKEN –
MIT INNOVATIONEN „MADE IN GERMANY“
2011 ging das erste Hybridkraftwerk weltweit nahe Prenzlau
(Bundesland Brandenburg) in Betrieb. Das „Kraftwerk
Uckermark“ der Firma Enertrag erzeugt seitdem mithilfe
von Windstrom klimaneutralen Wasserstoff. Herzstück der
Anlage ist ein 50-kW-Druck-Elektrolyseur, der über ein
Mittelspannungskabel direkt mit drei 2-MW-Windenergieanlagen
verbunden ist. Dabei dient der Elektrolyseur quasi
als Energieregler: Bei einem Überangebot von Windstrom
in der Region wird dieser für den Elektrolyseprozess genutzt.
Der dabei erzeugte Wasserstoff wird dann in drei
Druckbehältern mit einem Fassungsvermögen von insgesamt
1.350 kg gespeichert und als Kraftstoff an Wasserstofftankstellen
geliefert.
Erzeugen die Windenergieanlagen hingegen nicht genug
Strom, kann der gespeicherte Wasserstoff mit Biogas vermischt
in einem Blockheizkraftwerk genutzt werden. Dabei
wird nicht nur Strom erzeugt, sondern auch Wärme. Diese
wird in das Nahwärmenetz der Stadt Prenzlau eingespeist
und versorgt rund 80 Einfamilienhäuser.
Drei Container und eine Biomethananlage bilden die
Power-to-Gas-Anlage in Allendorf (Hessen), die seit
2015 ins Gasnetz einspeist. Während in bisherigen Power-to-Gas-Projekten
(siehe S. 70) die Methanisierung auf
chemisch-katalytischem Weg erfolgte, hat MicrobEnergy,
ein Unternehmen der Viessmann Group, ein biologisches
Verfahren entwickelt. Dabei werden das in einer Biogasanlage
anfallende CO2 und extern zugegebener Wasserstoff in
Methan umgewandelt, das chemisch mit Erdgas identisch
ist. Diese Methanisierung „erledigen“ Millionen hochspezialisierter
Mikroorganismen: Sie nehmen den in Flüssigkeit
gelösten Wasserstoff und das CO2 durch ihre Zellwand auf
und „verdauen“ beides zu Methan – übrig bleibt bei diesem
Prozess lediglich noch Wasser.
Die Millionen kleiner Helfer erhalten die Energie, die sie
selbst zum Überleben brauchen, durch den Umwandlungsprozess
von Wasserstoff und CO2. Durch die Kopplung
des Verfahrens mit vorhandenen Biogas- und Klärgasanlagen
als CO2-Quelle können die Investitionskosten für
Power-to-Gas-Anlagen deutlich gesenkt werden, da an
den Standorten Transformatoren, Strom- und Gasnetzanschlüsse
oftmals bereits vorhanden sind. So kann das
innovative und vielfach ausgezeichnete biologische Umwandlungsverfahren
zur Dekarbonisierung des bestehenden
Erdgasnetzes sowie der Energiewende im Mobilitätssektor
beitragen.
Die Biomethananlage in Allendorf setzt innovative Maßstäbe.