Wer wenden will, muss speichern können

Mehr erneuerbare Energie soll die Energiewende ermöglichen. Das funktioniert nur, wenn der im Sommer anfallende überschüssige Strom aus der Solarenergie gespeichert werden kann. Dafür gibt es diverse Möglichkeiten, zum Beispiel, daraus synthetische Treibstoffe herzustellen.
19. Juni 2015, 02:40
BRUNO KNELLWOLF

Christian Bach, Antriebsexperte der Empa in Dübendorf, bringt das Problem auf den Punkt: Wenn wir in Zukunft mehr auf erneuerbare Energien setzen wollen, müssen wir den in den Sommermonaten überschüssig anfallenden Strom speichern können. Sonst wird das nichts mit der Energiewende. Denn der Strom trägt es in seinem Namen, er strömt – und zwar unaufhaltsam. Das heisst, er muss, ist er – wie auch immer – mal produziert, sofort verteilt und benutzt werden.

Wind und Sonne sind allerdings keine stetige Quelle für den Strom. Die Photovoltaikanlagen, die irgendwann einmal einen Grossteil unserer Energie produzieren sollen, machen das vor allem im Sommer. So entsteht im Sommerhalbjahr laufend mehr überschüssiger Strom, je mehr auf erneuerbare Energie gesetzt wird.

Doch wohin damit? Christian Bach zählt Möglichkeiten auf: Mit Pumpspeicherkraftwerken wird der überschüssige Strom dazu benützt, Wasser nach oben zu pumpen, das dort in einem See gespeichert wird und später Turbinen zur erneuten Stromerzeugung antreibt. Technisch eine gute Lösung, sie hat aber wegen der tiefen Strompreise auf dem Spotmarkt im Sommer wirtschaftliche Probleme.

Eine andere Möglichkeit wäre, den überschüssigen Strom in grossen Batterien zu speichern, die dann zum Beispiel Elektroautos antreiben. «Dieses System bietet von allen Varianten die geringste Speicherdauer», sagt Bach. Will heissen, dieser Strom muss schnell weggefahren werden.

Methan aus Strom

Für zukunftsträchtig hält Bach die Varianten, mit dem Überschussstrom Wasserstoff oder synthetische Treibstoffe herzustellen, Methan oder Diesel (siehe unten). «Wasserstoff lässt sich aber nur eine bis zwei Wochen speichern», sagt Bach. Eine längere Speicherung ist mit der Methanisierung von Strom zu erreichen: Power-to-Gas heisst das. Mit Wasserelektrolyse wird mit dem Strom aus erneuerbarer Energie ein Brenngas hergestellt. An der Empa haben Bach und seine Kollegen die Chancen dieser Technik berechnet. «Würde man nur schon die Hälfte des überschüssigen Stroms für die Methanisierung nutzen, könnte man damit in der Schweiz eine halbe Million Fahrzeuge betreiben – mit einheimischer Energie», sagt der Empa-Ingenieur. Gas sei die kostengünstigste aller Lösungen und der darin umgewandelte Strom lasse sich über Monate speichern oder direkt für Autos und das Heizen nutzen.

An der Empa in Dübendorf betreibt Bach eine Methanisierungsanlage. Solche Pilotprojekte gibt es auch in Solothurn und an der Hochschule für Technik in Rapperswil HSR. Der Solarstrom vom Dach trennt im Elektrolyseverfahren das Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff. Dazu wird Kohlenstoff aus Kohlendioxid (CO2) aus der Luft gewonnen, der sich in einem Methanisierungsreaktor zu Methangas (CH4) verbindet.

Noch sei der Preis dafür zu hoch, sagt Bach. Deshalb komme in den nächsten zehn bis zwanzig Jahren nur die Mobilität für die praktische Nutzung der Methanisierung in Frage, weil sich das im Auto am schnellsten rechne. Bach denkt, dass es dann zwar nicht in jeder Garage eine solche Methanisierungsanlage haben werde, aber in jeder Gemeinde, also etwa 2000 Zwei-Megawatt-Anlagen in der Schweiz.

«Die Charakteristiken der verschiedenen Speichermöglichkeiten sind sehr verschieden. Um in Zukunft überschüssige Energie zu speichern, wird es alle Systeme brauchen», sagt Bach. Batterien, Power-to-Gas und die Pumpspeicherkraftwerke hält er für die drei grössten Speichermöglichkeiten.

Mobilität eignet sich am besten

Die konkreteste Nutzung sieht er bei der Mobilität, weil es dort strenge CO2-Gesetze gebe, die als Treiber wirkten. Und dort hat der Treibstoff Gas grosse Vorteile, entlassen Gasautos doch deutlich weniger CO2 in die Atmosphäre als andere Fahrzeuge oder sind je nach Gasart sogar CO2-neutral.

Zudem kann man heute und morgen bereits Gasautos kaufen, die entweder mit fossilem Erdgas, Biogas aus Abfällen oder mit Methangas aus dem Power-to-Gas-Prinzip getankt werden können. Dem Erdgas in der Schweiz wird heute schon im Minimum zehn Prozent CO2-neutrales Biogas beigemischt. Einer der grössten Gasauto-Anbieter ist Fiat. Der Leiter Natural Gas Strategy von Fiat Chrysler Automotive (FCA), Alessandro Paolucci, lobt die gute Energiegesamtbilanz der Gasautos über den ganzen Lebenszyklus, was auch Christian Bach bestätigt. Zudem führen Gasautos die Umweltliste des VCS deutlich an, weit vor Elektroautos und auch vor Hybridfahrzeugen. «Aber Gas ist nicht sexy, Elektromobilität dagegen schon», sagt Paolucci. Für ihn völlig zu unrecht, denn die oftmals dreckbelastete Stromproduktion werde nicht eingerechnet. Und: «Ein Tesla ist ein phantastisches Elektroauto, aber nur für eine kleine Elite, die 130 000 Franken für ein Zweitauto ausgeben kann.»

Konkrete Lösung

Gasautos seien dagegen sehr günstig, sehr sicher und das Tankstellennetz in der Schweiz gut ausgebaut, sagt Paolucci von Fiat. Allerdings würden diese Autos einfach noch zu wenig gekauft, obwohl sie in der Gesamtbilanz die effizienteste Lösung anböten, was auch der Motorenexperte Christian Bach bestätigt: «Elektroautos haben das Image, Träger erneuerbarer Energien zu sein, Gasautos von fossilen. Beides ist nicht korrekt.»


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