KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

Abgeordnete im EU-Parlament haben sich jetzt mehrheitlich dagegen ausgesprochen, Tiefseebohrungen in ökologisch sensiblen Gebieten wie der Arktis zu verbieten.

Kaum schmilzt das Eis, soll die Arktis ausgebeutet werden – Foto Gabi Huckelmann / Pixelio

Die Parlamentarier lehnten auch die Einrichtung eines Moratoriums auf Tiefseebohrungen bis zur Verabschiedung von schärferen EU-Sicherheitsstandards ab.

Beide Anträge waren im Rahmen einer Resolution des Parlaments zur neuen EU-Regelung von Tiefseebohrungen von der Grünen Fraktion eingebracht worden.

Die verabschiedete Resolution sieht vor, dass neue Öl- und Gasfelder in europäischen Meeren künftig nur dann erlaubt werden, wenn die Firma einen dem Bohrort angemessenen Notfallplan vorgelegt hat. Außerdem sprachen sich die Abgeordneten erneut dafür aus, dass das Verursacherprinzip und die Haftung für Schäden auf Meeregewässer und -artenvielfalt ausgedehnt wird.

Die EU-Grünen kritisierten die Entscheidung, vor allem im Lichte des Öllecks vor Schottland. Dieses zeige deutlich, dass schwere Ölunfälle auch in der Nordsee möglich seien, sagte die Fraktionsvorsitzende Rebecca Harms.

Der Kraftstoffverbrauch stellt in Australien ein Problem dar.

Agave benötigt kaum Wasser – Foto: Miroslaw / Pixelio

Nach Ansicht eines Wissenschaftlers der University of Sydney könnte das Agavengewächs, das bislang nur für die Herstellung von Tequila verwendet wurde, in Australiens trockenem Landesinneren großflächig angebaut werden und so das Kraftstoffproblem lösen und in umweltschonende Bahnen lenken.

Der Pflanzenphysiologe Dr. Daniel Tan der University of Sydney und Wissenschaftler der University of Oxford haben untersucht, inwiefern sich die Agave für die Herstellung von Bioethanol (Biokraftstoff) eignet. Bei dem Gewächs handelt es sich um eine Wasser speichernde Pflanze mit hohem Zuckeranteil, die in weiten Teilen Mexikos für die Erzeugung des alkoholischen Getränks Tequila angebaut wird.

Dr. Tan und seine Kollegen sind davon überzeugt, daß die Agave im Vergleich zu anderen Pflanzen, wie Zuckerrohr oder Mais, die bereits für die Herstellung von Ethanol verwendet werden, einige bedeutende Vorteile aufweist. „Die Agave scheint für die Herstellung von Biokraftstoff äußerst vielversprechend zu sein. Sie wächst auch in trockenen Gegenenden ohne Bewässerung, sie gilt nicht als Nahrungsmittel, und ihr Anbau geht nicht auf Kosten unserer knappen Wasservorräte“ sagte Dr. Tan, Dozent an der Faculty of Agriculture, Food and Natural Resources der University of Sydney.

Im Rahmen eines Pilotprojekts wurde im Kalamia Estate im australischen Bundesstaat Queensland bereits eine erste Agavenfarm zur Ethanolherstellung in Betrieb genommen. Und es wartet noch viel Arbeit. Dr. Tan und seine Kollegen weisen darauf hin, daß noch weitere Untersuchungen durchgeführt werden müssen, um die Eigenschaften der Agave besser zu verstehen und entsprechende Technologien zu entwickeln.

Sie analysierten die Ethanolproduktion des Agavengewächs und entdeckten dabei einige weitere Vorteile der Pflanze. „Aus Agaven gewonnenes Ethanol weist eine positive Energiebilanz auf – die gewonnene Energie ist fünfmal höher als die Energie, die aufgewendet werden muss. Damit schneidet die Pflanze im Vergleich zu dem hoch effizienten Zuckerrohr und dem weniger effizienten Mais positiv ab. Auch aufgrund der Reduzierung von Treibhausgasemissionen, gemessen in CO2-Äquivalenten, hält die Agave dem Vergleich mit dem Zuckerrohr stand. Wenn wir den gesamten Lebenszyklus des Gewächses betrachten – vom Pflanzen und Ernten bis zur Produktion und Bearbeitung – werden pro Jahr und Hektar schätzungsweise 7,5 Tonnen CO2-Äquivalente ausgestoßen,“ so Dr. Tan.

Xiaoyu Yan, Wissenschaftler an der Smith School of Enterprise and the Environment der University of Oxford, fasst die Forschungsergebnisse wie folgt zusammen:

„Unsere Untersuchung hebt die vielversprechenden Möglichkeiten der Bioenergieerzeugung durch Agaven in ariden oder semi-ariden Gegenden hervor. Die Erzeugung geht dabei kaum zu Lasten der Nahrungsmittelherstellung und der Wasservorräte. Wenn man die Energie- und Treibhausgasbilanz (Nettoreduktion der Treibhausgasemissionen pro Fläche) sowie die Höhe der Ethanolproduktion mit den Ergebnissen von Mais, Rutenhirse und Zuckerrohr vergleicht, schneidet das Agavengewächs besser oder zumindest ebenso gut ab.“

Eine Agavenproduktionsstätte könnte sich aufgrund der holzigen Nebenprodukte der Pflanze, wie Bagasse und sonstigen Rückständen, außerdem selbst mit der für den Betrieb erforderlichen Energie versorgen, so Dr. Tan.

Im Südwesten Frankreichs (Dordogne) kamen zwei Landwirte auf die Idee, eine Produktionskette für Biokraftstoffe aus Fettabfällen zu entwickeln.

Gänsefett hilft Klima schützen – Foto: Bernd Boscolo / Pixelio

Jules Charmoy und Benoit Delage, Landwirte aus dieser Gegend, versuchten seit 2009 einen lokalen “Kohlenwasserstoff” aufzubereiten: das Entenfett. Jedes Jahr fallen rund 1.500 Tonnen Fettabfall an, die in diesem Departement verwertet werden könnten, um über 1 Million Liter Biodiesel zu produzieren. Jules Charmoy hat dafür sein eigenes Rezept: “Durch Veresterung wird das Fett auf 120°C erhitzt, um so das Wasser zu entfernen. Anschließend wird die Temperatur auf 65° reduziert und Alkohol und Kaliumhydroxid beigemischt. Alles eine Stunde lang vermischen und dann ruhen lassen: am Boden bildet sich Glyzerin und darüber der Biodiesel.”

Vor ein paar Monaten erhielten die beiden Landwirte die Genehmigung, ihr Projekt fortzusetzen. 2010 produzierten sie insgesamt 20.000 Liter. Die Maschinen der Genossenschaft für die gemeinsame Nutzung von Landmaschinen (Cuma), der sie angehören, fahren zum Teil mit ihrem Biodiesel. Nur zum Teil, denn obwohl die Zollbehörden ihre Zustimmung erteilt haben, darf die fertige Tankmischung nicht mehr als 30% “hausgemachten” Kraftstoff enthalten (gegenüber 70% des klassischen Erdölprodukts). Unterstützt vom Technologischen Hochschulinstitut für Chemietechnik in Périgueux, vom Europäischen Institut für die prädiktive Überwachung von Maschinen (IESPM) in Lyon und vom Verband für Abfallwirtschaft der Dordogne  wollen diese Landwirte nun ihre Erfindung weiter optimieren. Ihr Ziel ist die Produktion von reinem Biodiesel, das für alle Motoren tauglich ist, auch für die jüngsten Modelle.

Bei der Produktion von Olivenöl bleiben umweltbelastende flüssige und feste Reststoffe zurück.

Olivenernte – Foto: Fraunhofer-Institut

Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart haben in ersten Untersuchungen gezeigt, dass sich diese Reststoffe zur Gewinnung von Bioenergie nutzen lassen. Mehr als zwei Drittel der organischen Trockensubstanz können zu Biogas vergoren werden.

Mehr als 2 Millionen Tonnen Olivenöl werden jährlich in Europa hergestellt. Nach der Ernte werden die Oliven von Blättern befreit, gewaschen, gemahlen und die flüssige Phase von der festen in einem Dekanter getrennt. Aus dem Wasser-Öl-Gemisch wird das wertvolle Speiseöl gewonnen, indem es durch Zentrifugieren von der wässrigen Phase getrennt wird. Übrig bleibt die wässrige Phase, die in recht hohen Konzentrationen Schwebstoffe und Substanzen wie Fettsäuren und Phenole enthält, welche für Tiere und Pflanzen toxisch sind. Die flüssigen Reststoffe können daher nicht einfach in die Umwelt, Flüsse oder Seen eingeleitet werden und stellen in den Anbauregionen in Italien, Griechenland und Spanien ein Entsorgungsproblem dar. Die festen Olivenreststoffe aus der Ölmühle bestehen zum Großteil aus Proteinen und enthalten ebenfalls Phenole.

In einem von der EU geförderten Projekt entwickeln und erproben Partner aus Forschung und Industrie ein Konzept, nach dem bei der Olivenölherstellung anfallenden Abfallstoffe verwertet werden können. Die Idee ist, zunächst verwertbare Substanzen wie Polyphenole zu extrahieren, um sie als natürliche Antioxidantien in der Kosmetik- oder Lebensmittelindustrie nutzen zu können. Die Restbiomasse soll energetisch verwertet werden. Hierzu untersuchen Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart, inwieweit die Reststoffe zu Biogas als Energieträger vergoren werden können. Erste Untersuchungen im Labormaßstab zeigen, dass sowohl die flüssigen als auch die festen Reststoffe wertvolle Energie in Form von Biogas liefern.

Die Forscher haben in ihren Versuchsreihen die je nach Herstellungsverfahren unterschiedlichen Abfallfraktionen aus den drei Anbauländern untersucht. »Wir haben die Reststoffe nach einem am Fraunhofer IGB entwickelten Verfahren vergoren, bei dem die Substrate in den Reaktoren während der Vergärung optimal durchmischt werden«. erläutert Prof. Dr. Dieter Bryniok, Projektleiter am Fraunhofer IGB. »Sowohl in festen als auch in flüssigen Abfällen wurde hierbei der Anteil der organischen Verbindungen, abhängig von den eingesetzten Abfallfraktionen, um 75 bis 90 Prozent reduziert – das heißt der Großteil der abbaubaren Verbindungen in den Abfallstoffen wird durch anaerobe Bakterien umgesetzt«. Je nach Zusammensetzung der jeweiligen Abfallfraktion wurden dabei aus festen Abfällen innerhalb von 20–30 Tagen bis zu 720 Liter Biogas pro Kilogramm organischer Trockensubstanz gebildet. Bei den flüssigen Abfällen konnten die Forscher innerhalb von 10 Tagen 680 bis 980 Liter Biogas pro Kilogramm organischer Trockensubstanz nachweisen. Zum Vergleich: Eine konventionelle Biogasanlage mit Maissilage liefert im Schnitt 680 Liter Biogas pro Kilogramm organischer Trockensubstanz.

Derzeit untersuchen die Fraunhofer-Forscher, wie sie in kontinuierlich betriebenen Vergärungsprozessen, in denen ständig Substrat zugeführt wird, die Biogasausbeute weiter erhöhen können. »Bereits jetzt können wir sagen, dass je nach Art der Abfälle pro Tonne Feststoffabfall bis zu 3600 kWh und pro Tonne Flüssigabfall bis zu 540 kWh Energie gewonnen werden können«, so Bryniok. Würden alle Reststoffe der Olivenölproduktion in Europa zu Biogas vergoren, entspräche die hierbei lieferbare Bioenergie in etwa der Menge, für die Mais auf einer Fläche von 2800 Quadratkilometern – einer Fläche so groß wie das Saarland – angebaut werden müsste! Die Vergärung organischer Reststoffe aus der Lebensmittelproduktion kann somit einen spürbaren und nachhaltigen Beitrag zu einer dezentralen Energieversorgung leisten.

Siemens setzt bei alternativen Energien auch auf die Gezeiten, wie die Zeitschrift “Pictures of the Future” in ihrer aktuellen Aus­gabe berichtet.

Gezeitenkraftwerk: Unterwasserturbine liefert Strom aus Ebbe und Flut – Foto: Siemens

Das Unternehmen hat sich am weltweit ersten kommerziellen Kraftwerk beteiligt, das Strom aus Gezeitenströmungen gewinnt. Die Anlage SeaGen in der irischen See liefert eine Leistung von 1,2 Megawatt und kann damit etwa 1500 Haushalte mit Strom versorgen. Dabei treiben die Meeresströmungen, die durch Ebbe und Flut entstehen, seit 2008 zwei große Unterwasser-Rotoren an. Siemens hält seit 2010 zehn Prozent der Anteile an der Betreiberfirma Marine Current Turbines. 2014 soll vor Schottland eine größere Anlage mit acht Megawatt Leistung installiert werden, die dann rund 8000 Haushalte mit Gezeitenstrom versorgen wird.

Nach Angaben der Internationalen Energie Agentur ließen sich pro Jahr aus den Meeresströmungen weltweit 800 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugen. Das ist etwa ein Drittel mehr als die jährliche Stromproduktion in Deutschland und genug, um 250 Millionen Haushalte zu versorgen.

SeaGen steht vor dem nordirischen Städtchen Strangford in einer Meerenge, wo besonders starke Gezeitenströme auftreten. Die Anlage besteht aus einem drei Meter dicken Turm, der in 30 Meter Tiefe am Meeresboden verankert ist und – je nach Wasserpegel –weit aus dem Meer herausragt. Unter Wasser drehen sich an jeder Seite zwei Rotoren mit 16 Metern Durchmesser in der Strömung. Zusammen überdecken sie eine Fläche von rund 400 Quadratmetern. Um beide Strömungsrichtungen – also zu- und ablaufendes Wasser – zu nutzen, kippen die Rotorblätter um 180 Grad, sobald sich die Fließrichtung umkehrt.

Meeresströmungsanlagen sind etwa doppelt so teuer wie vergleichbare Offshore-Windparks, haben aber ihre Vorteile: Um die 6.000 Megawattstunden pro Jahr, die Seagen erzeugt, aus einer Offshore-Windanlage zu gewinnen, müsste man knapp die doppelte Leistung installieren. Die Meeresenergie ist auch besser kalkulierbar als Wind- oder Sonnenenergie, weil Gezeiten- und andere Meeresströmungen sich gut vorhersagen lassen.

Der teils heftig umstrittene Zeitpunkt des Atomausstiegs hat nur geringe Auswirkungen auf die Strompreise für Verbraucher.

Energiewende – Grafik: FES

Ein Ausstieg deutlich vor 2020 könnte den Ausstoß des Treibhausgases CO2 in Deutschland allerdings kurzfristig in die Höhe treiben. Knackpunkt ist jedoch die Versorgungssicherheit. Sie kann nur gewährleistet werden, wenn gleichermaßen die erneuerbaren Energien und die fossile Stromerzeugung sowie die Netze ausgebaut werden, so haben Wissenschaftler jetzt erstmals umfassend errechnet. Dabei könne der Einsatz von Gaskraftwerken statt Kohlekraftwerken beim etwa gleichen Preis zu weniger Emissionen und mehr Wettbewerb im Strommarkt führen.

„Die größte Herausforderung ist nicht der Ausstieg aus der Kernkraft, sondern der Einstieg in ein nachhaltiges, intelligentes und gesellschaftlich akzeptiertes Energiesystem – ein wahrer Kraftakt“, sagt Ottmar Edenhofer, Chef-Ökonom des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK). Er präsentierte die Ergebnisse am Freitag in Berlin. SPD-Parteichef Sigmar Gabriel nahm dabei eine politische Bewertung vor, Auftraggeber der Studie war die Friedrich-Ebert-Stiftung. Die Untersuchung entstand in Zusammenarbeit mit dem Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement der Universität Leipzig, geleitet wurde das Projekt von Brigitte Knopf (PIK).

„Unsere Studie zeigt den Entscheidern mehrere Wege zur Energiewende auf und macht deutlich, welche Zielkonflikte auftreten, aber auch welche Handlungsoptionen sich hier jeweils bieten“, erklärt Thomas Bruckner, Direktor des Leipziger Instituts. „Keine andere aktuelle Studie zum Thema hat so viele Szenarien gerechnet, Zeiträume bis 2030 erfasst und zudem die unterschiedlichen Auswirkungen von Gas- gegenüber Kohlekraftwerken als Ersatz für die Atomenergie ermittelt.“

Ein Atomausstieg 2020 würde gegenüber einem Ausstieg 2022 – wie die Bundesregierung ihn plant – für jeden privaten Haushalt im Jahr 2020 im Schnitt lediglich 90 Cent monatlich zusätzlich kosten. Sogar ein Ausstieg bereits im Jahr 2015 würde im Vergleich zu einem Ausstieg 2020 oder 2022 nur zu einem zusätzlichen Stromkostenanstieg von etwa 2 Euro pro Monat für die Verbraucherhaushalte führen, so die Forscher. Der Großhandelspreis für Strom auf dem so genannten Spotmarkt stiege pro Kilowattstunde von heute rund 5 Cent im Falle eines Ausstiegsdatums 2020 auf 5,9 Cent im Jahr 2015. Im Falle eines Ausstiegs 2015 stiege er auf 6,7 Cent. Für beide Szenarien wären im Jahr 2030 wieder die ursprünglichen 5 Cent erreicht – vorausgesetzt, dass vor allem die erneuerbaren Energien stärker als bisher geplant ausgebaut werden.

Diese Preise bleiben nur so niedrig, wenn die Energieeffizienz wie von der Bundesregierung geplant gesteigert wird. Ein weiterer Unsicherheitsfaktor sind die steigenden Preise von Brennstoffen und CO2-Emissionen, die zu einem Kostenanstieg für den Verbraucher führen könnten.

Ein Ausstieg 2020 statt 2022 ließe die CO2 Emissionen nur kurzfristig leicht steigen. Ein kompletter Ausstieg schon 2015 würde allerdings die CO2-Emissionen den Berechnungen zufolge deutlich in die Höhe treiben. Sie lägen dann hierzulande um 64 Millionen Tonnen höher als bei einem Ausstieg 2020 oder 2022. Das würde den deutschen Ausstoß von CO2 bei der Stromerzeugung im Jahr 2015 insgesamt um fast ein Viertel erhöhen. Die zusätzlichen Emissionen ließen sich bei einem verstärkten Ausbau von Gaskraftwerken statt Kohlekraftwerken um 20 Prozent senken. Durch die zusätzlichen Emissionen wäre aber der Klimaschutz nicht gefährdet, anders als vielfach angenommen wird. Die Emissionsmengen in Europa sind gedeckelt. Stößt ein Land mehr Treibhausgase aus, so müssen anderswo die Emissionen reduziert werden.

Dadurch steigen aber die Preise der frei gehandelten Emissionszertifikate, was den Strom für die Verbraucher am Ende doch noch mal teurer machen könnte – dies sei einer der Zielkonflikte, erklären die Forscher. Größter Unsicherheitsfaktor sind steigende Preise für fossile Brennstoffe und CO2-Zertifikate. Hierdurch könnte je nach Szenario ein zusätzlicher Mehrpreis von 1,7 Cent pro Kilowattstunde im Großhandel zu verzeichnen sein. Die Autoren sehen dies als weiteren Grund, unabhängiger von den fossilen Energieträgern zu werden und schneller auf die erneuerbaren Energien umzusteigen. Dies erfordere aber einen entsprechenden Ausbau des Stromnetzes, wozu eine Beschleunigung des schon jetzt beschlossenen Ausbaus gehöre. Weiterhin müsse über zusätzliche Mechanismen zur Gewährleistung der Netzstabilität nachgedacht werden.

Der Ausstieg aus der Kernenergie erfordert den massiven Ausbau der erneuerbaren Energien und einen schnelleren Zubau von fossilen Ersatzkapazitäten als bisher geplant. Bis zum jeweiligen Ausstiegszeitpunkt 2015, 2020 oder 2022 ist über die im Bau befindlichen Projekte hinaus eine zusätzliche Leistung von acht Gigawatt an fossilen Kraftwerken notwendig, um die Jahreshöchstlast abzudecken. Dies entspricht etwa zehn Großkraftwerken. Sofern nicht die längere Nutzung älterer fossiler Kohlekraftwerke in Erwägung gezogen wird, erfordert dies die Inbetriebnahme von fossilen Kraftwerken, die derzeit nur im Planungsstatus sind. Das stelle eine große Herausforderung dar, so die Forscher, und ein Ausstieg bereits 2015 sei angesichts der nötigen zusätzlichen Kraftwerksbauten kritisch zu überprüfen.

Zur Umsetzung der Energiewende sei die Einrichtung eines unabhängigen Expertenrats sinnvoll, sagt Edenhofer (PIK). „Entscheidend ist, dass der Rat nicht nur einen Weg hin zu Klimaschutz und Energiesicherheit vorschlägt, sondern dem Bundestag mehrere gangbare Alternativen vorlegt.“ Das würde die Transparenz und damit die Legitimität von politischen Entscheidungen erhöhen und damit auch die Akzeptanz für die Energiewende schaffen, so die Autoren. Dabei müsse es auch um die Politik auf EU-Ebene gehen. Handlungsoptionen gebe es bei der Erweiterung des EU-Emissionshandels um den Transportsektor und bei der möglichen Integration der europäischen Fördersysteme für die erneuerbaren Energien in ein gemeinsames EU-weites System. „Ein nationaler Alleingang in der Energiefrage ist wenig sinnvoll“, sagt Edenhofer. „Das gilt insbesondere für den Ausbau der erneuerbaren Energien und der Stromnetze über Staatsgrenzen hinweg.“

Kurzfassung der Studie “Der Einstieg in den Ausstieg: Energiepolitische Szenarien für einen Atomausstieg in Deutschland” (pdf)

Bisher gehörte Erdgas zu den fossilen Brennstoffen. Künftig kann man aus Gas auch umweltfreundlichen Strom erzeugen.

Autos können mit Gas aus Sonnenenergie fahren – Foto: Rainer Sturm / Pixelio

Forscher des Fraunhofer IWES und des ZSW Stuttgart sind an einem Projekt beteiligt, in dem Audi und SolarFuel eine neuartige Anlage errichten. Sie wandelt Strom aus Wind und Sonne erstmals im industriellen Maßstab in Methan um, also in künstlich hergestelltes Erdgas. Während sich Strom schlecht speichern lässt, kann man das Erdgas problemlos lagern. Bei Flaute und bedecktem Himmel kann man daraus über Gaskraftwerke wieder Strom erzeugen, oder den Tank von Gasautos damit füllen.

Auf  Feldern und Äckern drehen sich zunehmend mehr Rotoren von Windkraftwerken, und auf den Dächern sieht man statt Ziegeln vermehrt Solaranlagen. An einem windigen sonnigen Tag liefern diese Anlagen oft mehr Strom als die Verbraucher benötigen – an windstillen lauen Tagen reicht die Stromproduktion dagegen nicht aus. Den Strom zu speichern und später zu verwenden, gestaltet sich recht schwierig. Hier soll das neue Technologiekonzept »Power-to-Gas« künftig helfen, das Forscher vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Kassel gemeinsam mit ihren Kollegen des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg ZSW in den letzten Jahren entwickelt haben. Sie wandelt Strom aus erneuerbaren Energien in Methan um, in künstlich hergestelltes Erdgas – auch e-gas genannt, kurz für erneuerbares Gas. Der Vorteil: Im Gegensatz zu Strom lässt sich das Methan lagern. Herrscht ein Mangel an Strom, kann das Gas in Gaskraftwerken erneut Strom erzeugen. Außerdem lassen sich damit herkömmliche Erdgasautos betanken. Das Methan und Erdgas die gleichen chemischen Eigenschaften haben, braucht das Auto dafür nicht umgerüstet werden. »Unser Konzept Power-to-Gas löst gleich zwei Kernprobleme der Energiewende: Die Speicherung von erneuerbaren Energien und die Versorgung mit klimafreundlichem Kraftstoff. Damit wird eine stabile Stromversorgung auch mit Wind- und Solarenergie möglich«, sagt Dr. Michael Sterner, leitender Wissenschaftler am IWES.

Betrieb der Anlage ab 2013

Die Firmen SolarFuel und Audi setzen dieses Technologiekonzept nun erstmals im industriellen Maßstab um – gemeinsam mit dem IWES und dem ZSW. Die Anlage, die 2013 in Betrieb gehen soll, wird eine Leistung von 6,3 Megawatt haben, etwa so viel wie drei große Windräder oder 1000 Photovoltaikanlagen. Das für den Prozess benötigte CO2 wird aus einer Biogasanlage des Partners EWE in unmittelbarer Nähe bereitgestellt, die Reststoffe und Abfälle verwertet und klimaneutrales CO2 liefert. Das erzeugte Methan wird in Werlte in Niedersachsen in das Gasnetz eingespeist, wo es dann in Deutschlands größten Speichern, den Gasspeichern, lagert. Von dort aus strömt es über die vorhandenen Erdgasleitungen zu den Verbrauchern.

Doch wie funktioniert das Verfahren? Der elektrische Strom spaltet Wassermoleküle zunächst in Wasserstoff und Sauerstoff auf. Lässt man den Wasserstoff mit CO2 reagieren, entsteht das Methan. Das Verfahren an sich ist seit langem bekannt. Es in großem Maßstab einzusetzen, um Netzengpässe durch erneuerbaren Energien auszugleichen, ist dagegen ein gänzlich neuer Ansatz. »Strom- und Gasnetz zu koppeln, ist ergänzend zu Netzausbau, Lastmanagement und Kurzzeitspeichern ein Eckpfeiler der Energiewende«, sagt Prof. Dr. Jürgen Schmid, Leiter des IWES. »Es ist absehbar, dass erneuerbarer Strom zur Primärenergie wird, da sich beispielsweise Windstrom mit zur günstigsten Art und Weise der Energiegewinnung aus erneuerbaren Energien entwickelt.« Indem die Power-to-Gas-Technologie die Strom- und Gasnetze koppelt, kann sie Stromengpässe von bis zu zwei Wochen überbrücken. »E-Gas stellt die Stromversorgung mit erneuerbaren Energien und damit die Energiewende auf sichere Beine«, sagt Sterner.

CO2 aus nachhaltigen Quellen nutzen

Damit das Verfahren das Klima nicht schädigt ist es wichtig, das CO2 aus nachhaltigen Quellen zu gewinnen. Davon gibt in Deutschland genügend: Alleine in den bestehenden 50 Biogas-Aufbereitungsanlagen entstehen 500 000 Tonnen CO2. Damit ließen sich 4,8 Terawattstunden Strom speichern – das entspricht dem Jahresverbrauch von etwa eineinhalb Millionen Haushalten. Herkömmliche Biogasanlagen liefern ebenfalls sehr viel CO2. Alleine 20 Prozent der Anlagen könnten zwei Millionen Tonnen CO2 bereitstellen. Weitere große Quellen sind Bioethanolanlagen, Brauereien und Klärwerke, sie liefern 1,1 Millionen Tonnen CO2.

Nutzt man das CO2 aus Biogasanlagen für die Power-to-Gas-Anlage, ergibt sich ein weiterer Vorteil: Das Biogas, das zu 60 Prozent aus Methan und zu 40 Prozent aus CO2 besteht, wird über Biogas-Aufbereitungsanlagen üblicherweise in das Gasnetz eingespeist, um es in der Fläche einer sinnvollen energetischen Nutzung zuzuführen. Dabei entweichen etwa zwei Prozent des Methans in die Atmosphäre, man spricht von Methanschlupf. Eine heikle Angelegenheit für das Klima, da Methan auf hundert Jahre gesehen 21 mal klimaschädlicher ist als CO2. „Dieses Loch können wir stopfen, indem man das Biogas durch die Power-to-Gas-Anlage leitet. Dabei entsteht aus dem Biogas fast reines Methan, das ohne Methanschlupf aufbereitet werden kann“, erläutert Sterner.

e-gas als Tankfüllung

Auch als Kraftstoff hat e-gas eine gute CO2-Bilanz. »Über den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs gesehen produziert ein e-gas betriebenes Fahrzeug kaum mehr CO2 als ein Elektroauto«, sagt Prof. Dr. Schmid. Elektrofahrzeuge haben zwar im Betrieb sehr geringe Emissionen, ihre Herstellung ist aber deutlich CO2-intensiver als die Herstellung von Gasfahrzeugen. »Betankt« man ein Elektroauto mit Strom aus Windenergie, stößt es zwar nur 5 Gramm Kohlenstoffdioxid pro Kilometer aus. Dafür wird bei der Herstellung sehr viel CO2 produziert: Bei einer Lebensfahrleistung von 200 000 Kilometern sind es umgerechnet je nach Fahrzeugkonzept 50 bis 60 Gramm pro Kilometer. Damit stößt ein Elektroauto insgesamt 55 bis 60 Gramm CO2 pro Kilometer aus. Ein Gasfahrzeug verursacht mit Windgas aus Windstrom zwar je nach Technologiestand 20 bis 30 Gramm pro Kilometer im Fahrbetrieb, ist aber in der Herstellung mit 30 bis 35 Gramm klimafreundlicher als das Elektroauto und kommt damit insgesamt ebenfalls nur auf 50 bis 65 Gramm pro Kilometer. Die Elektromobilität und e-gas können sich gut ergänzen. Denn bislang stellen die Batteriesysteme von Elektroautos noch eine große Herausforderung dar – ihre Reichweite ist noch sehr begrenzt und sie sind recht kostenintensiv. Möchte der Fahrer weitere Strecken zurücklegen, könnte er auf e-gas aus Wind- und Solarstrom umschalten, ohne den CO2-Ausstoss stark zu erhöhen.

Was die Wirtschaftlichkeit der Power-to-Gas-Anlage angeht, ist Sterner zuversichtlich: „Selbst bei einem ideal ausgebauten Stromnetz und optimalem Lastmanagements sind Stromspeicher nötig. Es ist daher nur eine Frage der Zeit, bis sich hier ein wirtschaftliches Konzept ergibt“, ist sich der Forscher sicher. Denn während die Speicher, die im Stromnetz vorhanden sind, die Stromversorgung nur für wenige Stunden aufrechterhalten können, bietet das Erdgasnetz eine rund 3000-fach höhere Speicherkapazität.

Website “Power to Gas”

Bundeskanzlerin Merkel trifft sich Freitag zu einer Konferenz mit den Ministerpräsidenten der Länder.

Der Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) hat Merkel aufgefordert, hier endlich die richtigen Entscheidungen für eine beschleunigte Energiewende zu treffen.

Lediglich einige der ältesten und gefährlichsten Atomkraftwerke in Deutschland abzuschalten und andere Risikomeiler weiterlaufen zu lassen, wäre die falsche Antwort auf die atomare Katastrophe in Japan.

“Die von Kanzlerin Merkel im Herbst 2010 beschworene ‘Energie-Revolution’ mit längeren Laufzeiten für Atomkraftwerke ist mit Fukushima endgültig gescheitert. Deutschland muss und kann sich sofort und endgültig von der Atomenergie verabschieden. Jetzt muss eine tatsächliche Revolution her, die sich den entschlossenen Ausbau erneuerbarer Energien, weit mehr Energieeffizienz als heute und eine Welt ohne Atomkraft als Ziele setzt”, sagte der BUND-Vorsitzende Hubert Weiger.

Mit deutlich mehr Effizienz im Energiesektor und einer Beschleunigung des Ausbaus der erneuerbaren Energien ließen sich alle Atomkraftwerke in Deutschland sehr schnell ersetzen. Priorität haben müssten die drastische Verringerung des Stromverbrauchs in Industrie und Haushalten sowie der schnelle Ausbau der Energieerzeugung in Gaskraftwerken, die dabei möglichst mit Kraft-Wärme-Kopplung arbeiten sollten.

Thorben Becker, BUND-Energieexperte: “Der Ausstieg aus der Atomenergie ist keine Zauberei. Erforderlich ist vor allem schnelles und entschlossenes Handeln. Wenn klar ist, dass die Atomkraftwerke endgültig abgeschaltet werden, wenn der Bau neuer Kohlekraftwerke verboten und die Energieerzeugung in Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen stärker gefördert wird, dann gibt es einen Neubauboom effizienter Gas-Kraftwerke. Und wenn die Bundesregierung noch zusätzlich milliardenschwere Programme auflegt, die zu einer deutlichen Beschleunigung der Energiewende führen, dann ist der Atomausstieg da.”

Dem von Bundesumweltminister Norbert Röttgen und Bundeswirtschaftsminister Rainer Brüderle erstellten 6-Punkte-Energiekonzept der Bundesregierung bescheinigt BUND-Experte Becker große Lücken. Ausgerechnet das entscheidende Thema einer drastischen Verringerung des Stromverbrauchs werde darin vernachlässigt. Dringend erforderlich sei ein Energiespar-Sofortprogramm inklusive der Installierung eines Energie-Effizienzfonds, der jährlich mit einer Milliarde Euro ausgestattet werden sollte. Mindestens ein Atomkraftwerk pro Jahr könne mit einem solchen Programm “weggespart” werden. Benötigt werde auch ein bundesweites Stromeffizienz- und Einsparprogramm für Haushalte und Gewerbe inklusive von “Abwrackprämien” für ineffiziente Geräte.
Mehr Information

Hintergrundpapier “Maßnahmenkatalog zum Sofortausstieg aus der Atomenergie” (PDF)