Fortsetzung: „Zappelstrom“.

9 Antworten auf “Fortsetzung: „Zappelstrom“.”

1. Was ich damit meine, es gibt gute Gründe, warum uns CH4 – wenn auch aus anderen Quellen – für längere Zeit erhalten bleibt.

   Aber es gibt Hoffnung für H2. Die Zahl der Tankstellen steigt und auch der Verbrauch, die Menge der Elektrolyseure und das Volumen der Produktion aus H2O.

   2018 wurden 5,5 TWh Strom aus Erneuerbaren abgeregelt. 2015 waren es noch 4,4 TWh. Damals hieß es, damit hätten 88.000t H2 aus H2O hergestellt werden können. Damit hätte man 900.000 H2-Autos (Brennstoffzellen) ein Jahr lang betreiben können! (Quelle: Agentur für erneuerbare Energien ‚Die Energiewende auf die Straße bringen‘ und ‚Keine Angst vor dem Stromstau‘)

   Es gibt H2-Züge von Alstom und hochwertige H2-Autos, besonders von Hyundai. Der NEXO kann sogar externe Geräte mit Strom versorgen, wenn nötig.

   Das heißt, der Druck wächst, CO2-freien H2 auf den Markt zu bringen. Das ist eine riesige Chance!

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   1. „Das heißt, der Druck wächst, CO2-freien H2 auf den Markt zu bringen. Das ist eine riesige Chance!“
      Ja, das sehe ich genauso. Übrigens vielen Dank für die Energiemengenangaben aus Deinem Beitrag, sehr interessant, und stützt meine Einschätzung.

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      1. Wenn es gelingen würde, Linde, Daimler & Co auf diesen schon vorhandenen Überschussstrom anzusetzen, wäre es nützlich für alle. Natürlich kann nicht alles allein für H2 verwendet werden. Aber ein wesentlicher Teil davon wäre auch schon gut. Denn es gibt auf die Dauer konkurrierende Nutzungspfade

         Einen Faktor habe ich vergessen: Frauenhofer ISE geht von je 200 GW installierter Leistung PV und Windkraft als Ausbauziel aus. Damit bekommt man – so die Annahme der Forscher – grundsätzlich genug Energie, um alle Aufgaben abdecken zu können. Erfahrungsgemäß passiert es selten, dass beide Quellen gleichzeitig weitgehend ausfallen. Dennoch sehen die Forscher Regelbedarf, der vor allem durch eine Vielzahl von Wärme-Speicher abgedeckt werden könnte. Das hat den Vorteil, dass sowohl Rückverstromung als auch Wärme-Versorgung möglich sind.

         Aber es gibt auch andere Visionen. Beispielsweise die Verschaltung unterschiedlicher regionaler Akteure zu teilautonomen Energie-Waben. Wenn dabei Windkraft PV überwiegt – wie heute der Fall und in manchen Szenarien geplant, kann es sein, dass H2 neben der Wärme eine wichtige Brücke – auch zwischen den Sektoren darstellt. Zum Beispiel Strom – > H2 – > Mobilität oder Heizung plus Strom.

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2. Was ich damit sagen wollte: Solange die Speicherung von H2 aufwendiger ist als die von Methan – zumindest bei sehr großen Mengen – ist Methan teilweise im Vorteil.

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   1. Ja, der Knackpunkt ist (seit Jahrzehnten bereits … ich erinnere mich an die 80er Jahre, Metallhydridspeicher …) die sichere und längerfristige Speicherung des leicht flüchtigen Wasserstoffes in ausreichender Energiedichte.
      Die Umsetzung des Wasserstoffs in mechanischen Vortrieb hingegen ist sicher beherrscht. Wenn nicht gleich per Brennstoffzellenanlage, so ist genauso ein Betrieb eines Hubkolbenmotors machbar, war in den 80/90er Jahren schon weit erforscht.
      Methan ist derzeit besser speicherbar, aber das wars dann auch schon. Oder?

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      1. Wieso das mit Metall-Hydrid nichts wird, weiß ich nicht. Auf Youtube gibt es dazu ein Video, das recht überzeugend daherkommt.

         Möglicherweise liegt das Problem bei den Platzhirschen auf dem Markt. Habe gerade mal unter dem Stichwort H2-Speicherung geschaut und finde an vorderster Front Linde mit dem Angebot, für jeden beliebigen Standort H2 in beliebigen Mengen organisieren zu können, ob mit LKW oder Pipeline oder Produktion vor Ort, ob aus Methan oder H2O, gekühlt oder im Druckbehälter. Das ist einerseits klasse, verfestigt aber andererseits auch die Vorurteile und Beschränkungen, die der Ausbreitung einer H2-Wirtschaft entgegen stehen. Denn bei einem guten Teil der Vorstellungen von H2-Serienfahrzeugen, die ich gelesen und gesehen habe, war einer der Haupt-Kritikpunkte, dass es an Tankstellen und sauber produziertem H2 mangelt. – Leider!

         Während Linde sich an die klassischen Herstellungs- und Bereitstellung-Pfade hält, die es für den Bedarf der chemischen Industrie längst gibt, und immerhin maßgeblich zum Aufbau eines H2-Tankstellen-Netzes beiträgt, treiben andere Akteure andere Entwicklungen voran. H2-Flugzeuge zum Beispiel – europäisches Forschungsprojekt, 3x-Tankstellen mit Öko-Strom, H2 und Synthese-Methan – BW, H2-Speicherkraftwerke mit reversiblen Elektrolyseuren, etc.

         Brennstoffzellen sind derweil auf dem Vormarsch. Sie sind sauberer und effizienter als Verbrennungsmotoren mit H2.

         Derzeit gibt es H2-Brennstoffzellen-Züge in Deutschland, den Aufbau eines H2-Tankstellen-Netzes, an dem auch Daimler beteiligt ist ;).

         Daimler baut „heimlich“ einen H2-Brennstoffzellen-SUV in Serie, der derzeit vor allem an Stadtverwaltungen, Ministerien und dergleichen geht und ausschließlich gemietet werden kann. Ich kann dazu entsprechende Links posten, wenn gewünscht.

         Methan wird aber möglicherweise noch für einige Zeit eine wichtige Rolle spielen. Zum einen, weil es an vorhandene Technologien und Infrastruktur anknüpft. Methan-Fahrzeuge gibt es von diversen Herstellern in Serie. Das Gleiche gilt für Methan-kompatible hoch effiziente Brennstoffzellen für KWK, Gasturbinen, GuD-Kraftwerke etc. Das sind die Technologien, die wahrscheinlich am längsten weiter betrieben werden.

         Der 2. Grund ist für mich die Menge der natürlichen Methan-Quellen. Faulgas, Grubengas, Deponiegas, Biogas – alles Methan! Jedenfalls der brennbare Teil.

         Alle natürlichen organischen Zersetzung-Prozesse setzen Methan frei. Da Methan unverbrannt massiv klimaschädlich ist, bei Verbrennung aber verhältnismäßig wenig CO2 freisetzt, gibt es Bestrebungen, möglichst viele natürliche Zersetzungs-Prozesse unter Kontrolle zu bringen und energetisch zu nutzen ;).

         Da diese natürlichen Zersetzungs-Prozesse sich mit H2 optimieren lassen und H2 ebenfalls mit Hilfe natürlicher Zersetzung hergestellt werden kann, sehe ich da ziemlich großes Potential. Zumal theoretisch bei stationären Anlagen CO2 aus der Verbrennung erneut eingeleitet und mit frischem H2 in frisches Methan verwandelt werden kann.

         Es gibt eine Berliner Firma, die anbietet, aus Abwasser von Industrie, Krankenhäusern, Biogasanlagen, Kläranlagen etc mit verhältnismäßig geringem Aufwand relativ große Mengen H2 herzustellen und dabei gleichzeitig Schadstoffe abzubauen, die sonst schwer zu entfernen sind.

         Da an den meisten Orten, wo diese Abwasser anfallen, auch erhebliche Mengen an CO2 zu finden sind, ist die Versuchung groß, im nächsten Schritt CH4 herzustellen – als Klimaschutz-Maßnahme. Auch hier bietet sich an, CH4 zu verbrennen und CO2 mehrfach zurück zu führen.

         Sollte sich die Technik jedoch verbreiten und gleichzeitig der Bedarf an H2 steigen, lässt man später vielleicht an manchen Stellen den 2. Teil weg. 😉

         Sorry, dass meine Antwort so lang geworden ist. Aber das ist eine spannende, komplexe Materie. Da habe ich keine schnelle, kurze Antwort. 😉

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3. Ein paar dumme Kommentare zu dieser Gedanken-Spielerei:

   Es gibt eine hervorragende Studie des Fraunhofer ISE zu diesem Thema. Titel „Fakten zur PV“, Stand 5.12.18. Da haben wirklich Fachleute, die sich seit Jahren mit PV beschäftigen, an neuen Entwicklungen selbst beteiligt sind und ebenfalls seit Jahren die Entwicklung der Erneuerbaren statistisch begleiten, auf der Basis einer Vielzahl von Studien eine detaillierte Gesamtvision erstellt, wie die Arbeit mit 100% Erneuerbaren aussehen könnte.

   Pumpspeicherkraftwerke spielen dabei eine untergeordnete Rolle als 1 Element unter vielen, H2 und künstliches Methan ebenfalls. Effizienz-Effekte haben ihren Platz und Einsparungen durch Sektorenkopplung. Ebenso Flexibilisierung. Auto-Batterien leisten einen Beitrag, wenn sie zum Beispiel 8h auf Firmenparkplätzen stehen und dort einen Stromanschluss haben; ebenso Batterie-Speicher. Dezentrale Stromerzeugung und – Speicherung entlastet die Netze. Wärmespeicher, die bei Strom-Überschuss anders gefüllt werden als bei Strom-Mangel, spielen bei diesem Szenario eine relativ große Rolle.
   Alle Schätzungen dieser Studie sind sehr konservativ. Es gibt keine Spekulationen auf Technologien, die nicht mindestens in der konkreten Erprobung vor Markteinführung sind, also in absehbarer Zeit zur Verfügung stehen.
   Natürlich können und werden auch die Spezialisten vom Fraunhofer ISE sich irren. Aber die Zahlen und Einschätzungen von Leuten, die sich seit Jahren tagesaktuell mit Stromerzeugung und – Verbrauch beschäftigen, selbst an westlichen Forschungsprojekten beteiligt sind und die Entwicklung vieler anderer Projekte kennen, scheinen mir allemal seriöser zu sein als die luftigen Zahlen-Spielereien von Herrn Sinn.

   Zu letzteren bleibt zu sagen: Die erwähnte Rückverstromung von H2 mit Gasturbinen ist denkbar ineffizient und wird von niemandem erwogen. Batterie-Speicher existieren in Deutschland bereits in unterschiedlichen Formaten und tragen schon heute ihren Teil zur Versorgungssicherheit bei. Die Nutzung von H2 und /oder Methan in Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerken läuft gerade an. Entsprechende Hersteller sind vorhanden und auch Aufträge sind da. Lokale Elektrolyseure für Überschussstrom existieren. Eine Groß-Anlage ist in Bau. H2, Methan und Ethanol werden nicht nur chemisch, sondern auch biochemisch mit Hilfe von Mikroben hergestellt.

   Audi nutzt derzeit synthetisches Methan aus Elektrolyse-H2 und CO2 aus der Biogasanlage, um Audi g-tron Fahrern CO2-neutralen Fahrspaß zu ermöglichen. Nicht die effizienteste Methode, aber werbewirksam. Man könnte H2 auch in die Biogasanlage einleiten und die Mikroben die Arbeit machen lassen 😉

   Also nichts für ungut, aber ich halte die Angst der Autoren oder des Autors für etwas veraltet.

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   1. Hey, danke für den ausführlichen und fundierten Kommentar. Ich selbst halte die Methanverwendung für eine Übergangstechnologie, meines Erachtens wäre Wasserstoff tatsächlich erste Wahl, wenn man den Fikus tatsächlich auf CO2-Minderung bzw. Decarbonisierung legt.
      Wer wird recht behalten? Spannend …

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      1. Danke für die freundliche Antwort!

         Mein Informationsstand ist, dass breit angelegte Forschungen zu H2-Speicher-Lösungen in Deutschland existieren und unterschiedlich weit gediehen sind.
         Dazu gehören neben den beschriebenen Salzkavernen die Nutzung von Träger-Lösungen oder von Nanostrukturen. Die Nutzung von Träger-Lösungen und Metall-Hydrid-Varianten ist schon weit fortgeschritten. Die Nanostrukturen brauchen noch ein paar Jahre, bis es anwendbare Formen gibt, von denen man sich eine Vereinfachung für Fahrzeuge und Flugzeuge verspricht 😉

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