Stromspeicherung: Methanol statt Wasserstoff als Langzeitspeicher
Könnte grünes Methanol, hergestellt aus CO2 und Wasserstoff, eine Option sein, um in einer Dunkelflaute Strom bereitzustellen? Eine Studie legt nahe, dass Methanol dem reinen Wasserstoff in vielen Fällen überlegen sein könnte.
Ein Energiesystem, in dem der Strom überwiegend mit Solar- und Windenergie hergestellt wird, benötigt Speicher. Das ist bekannt und wenig überraschend: Auch wenn es dunkel ist und kein Wind weht, wird Strom benötigt. Zwar können besser ausgebaute Stromnetze und eine Flexibilisierung des Verbrauchs den Bedarf an Speichern verringern, doch ohne sie wird es nicht gehen.
Batterien und Pumpspeicher können bei kurzfristigen Engpässen einspringen. Doch die große Herausforderung bleiben Langzeitspeicher und die berüchtigte Dunkelflaute: wenig Sonnenschein, wenig Wind, und das über Wochen.
Die Bundesregierung arbeitet an einer Kraftwerksstrategie, die vorsieht, Gaskraftwerke zu bauen, die „H2‑ready“ sein sollen. In Zukunft sollen diese einspringen, wenn Wind- und Sonnenenergie nicht genug Strom bereitstellen.
In Island wird seit 2011 grünes Methanol produziert
Doch ist Wasserstoff wirklich die beste Lösung in Sachen Langzeitspeicher? Tom Brown von der TU Berlin und Johannes Hampp vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung haben kürzlich eine Studie im wissenschaftlichen Fachmagazin Joule veröffentlicht, die nahelegt: In vielen Fällen wäre grünes Methanol die bessere Option. Die Forscher schlagen vor, zwei Technologien zu kombinieren, die bereits in Prototypen existieren.
Ist diese Technologie eine bessere Speicheroption für Dunkelflauten? Das würde die Kraftwerksstrategie der Bundesregierung infrage stellen. (Bild: Carbon Recycling International)
Methanol ist die einfachste chemische Verbindung aus Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff. Es wird bereits heute in großen Mengen in der chemischen Industrie eingesetzt und bisher fast ausschließlich aus fossilen Rohstoffen hergestellt – meist Erdgas oder Kohle.
Doch Methanol kann auch „grün“ hergestellt werden. Dafür braucht es neben erneuerbarem Strom grünen Wasserstoff und Kohlendioxid.
Pionier bei der Herstellung von grünem Methanol ist die Firma Carbon Recycling International aus Island. Dort läuft seit 2011 eine Pilotanlage (Foto) neben dem Geothermiekraftwerk Svartsengi.
Neben Strom und Wärme liefert das Geothermiekraftwerk auch Kohlendioxid. Geothermie gilt zwar als vergleichsweise klimafreundliche Stromerzeugungsoption, doch mit dem heißen Wasser kommen auch Gase wie CO2 und Schwefelwasserstoff aus dem Boden.
Als Stromspeicher bisher eher nicht in Betracht gezogen
Grünes Methanol gilt als wichtiger Baustein einer vollständigen Energiewende, etwa als Treibstoff für Schiffe oder als Rohstoff für eine klimaneutrale Chemieindustrie. Doch als Stromspeicher wurde es bislang eher nicht in Betracht gezogen.
Die zweite Technologie, die im Konzept von Brown und Hampp eine zentrale Rolle spielt, sind Kraftwerke mit einer Allam-Cycle-Turbine. Dabei handelt es sich um einen Kraftwerkstyp mit einer speziellen Turbine, die vergleichsweise effizient ist und in welcher der Brennstoff in reinem Sauerstoff verbrannt wird. Die Verbrennung in reinem Sauerstoff wird auch als Oxyfuel-Technologie bezeichnet.
Bei gewöhnlichen Verbrennungskraftwerken entsteht ein Mix an Gasen, der Hauptbestandteil ist hierbei Stickstoff. Will man das im Abgas enthaltene CO2 abtrennen, etwa um es dauerhaft unterirdisch zu lagern (CCS) oder um es weiterzuverwenden (CCU), muss man diese Gase voneinander trennen.
Hierfür kann ein Verfahren namens Aminwäsche eingesetzt werden, doch das ist teuer, benötigt viel Energie, und es können giftige Chemikalien entstehen.
Bei einem Oxyfuel-Prozess bestehen die Abgase primär aus Kohlendioxid und Wasserdampf. Die CO2-Abtrennung ist hier deutlich einfacher.
Methanol im Oxyfuel-Kraftwerk
Die Allam-Cycle-Turbinen mit Oxyfuel-Technologie werden von einer Firma in Texas namens NET Power entwickelt. Ein kleines 50-Megawatt-Kraftwerk läuft seit 2018, eine größere Anlage ist in Planung. NET Power nutzt diese Technologie mit Erdgas, eine Nutzung mit anderen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen wie Methanol wäre aber wohl möglich.
Quelle
Der Bericht wurde von der Redaktion „klimareporter.de“ (Hanno Böck) 2024 verfasst – der Artikel darf nicht ohne Genehmigung (post@klimareporter.de) weiterverbreitet werden!
