Das Engagement für die Zukunft lohnt sich: 60% mehr Gas dank Power-to-Gas

• 20. April 2017
• Erneuerbare Energien nutzen
• Erneuerbare Energien, Power-to-Gas

Peter Jansohn, Abteilungsleiter Forschungslabor Thermische Prozesse am PSI (links) und Peter Dietiker, Bereichsleiter Erneuerbare Energien bei Energie 360° (rechts) vor der Power-to-Gas-Versuchsanlage im Werdhölzli.

Es ist tatsächlich so: Die bisherige Biogas-Produktion kann mit der neuen Power-to-Gas-Technologie um 60% gesteigert werden. Ziel ist, dem Erdgas mehr erneuerbares Gas beizumischen, überschüssigen erneuerbaren Strom speicherbar zu machen und die CO₂-Emissionen zu reduzieren.

In diesem Verfahren steckt viel Power: Die Umwandlung von Strom in Gas (Power-to-Gas) gehört zu den aussichtsreichsten Ideen in der Energiebranche. Sie bietet nicht nur eine dringend gesuchte Speichermöglichkeit für erneuerbaren Strom, sondern kann gleichzeitig die Produktion von Biogas-Anlagen erhöhen und aus CO₂ einen nutzbaren Energieträger machen. Mit Power-to-Gas kann aus den Rohgasen der Klär- und Vergärwerke noch mehr erneuerbares Gas hergestellt werden.

Entscheidend für die Energiezukunft

Warum ist das Ganze relevant? Wir brauchen in der Schweiz zusätzliche Möglichkeiten, um Energie speichern zu können. Die Energieversorgung soll umgebaut werden, sprich erneuerbare Energien sollen gefördert, Kernkraftwerke abgelöst und die Effizienz soll erhöht werden. Das geht jedoch nur, wenn wir Strom besser speicherbar machen können. Ohne zusätzliches Gas und die Erweiterung des Gasnetzes ist kein Umbau der Energieversorgung zu erreichen. Mit einem Anteil von über 13% am Endenergieverbrauch ist Erdgas/Biogas in der Schweiz der drittwichtigste Energieträger. Drei Viertel der Schweizer Bevölkerung sind mit den rund 20 000 Kilometer langen Gasnetzen erschlossen. Die Schweizer Gaswirtschaft will darum den Anteil der erneuerbaren Gase im Wärmemarkt bis 2030 auf 30% steigern.

Peter Dietiker, Bereichsleiter Erneuerbare Energien bei Energie 360°, ist überzeugt: «Die Forschungsergebnisse der Power-to-Gas-Anlage zeigen, dass wir auf dem richtigen Weg in eine sinnvolle Energiezukunft sind. Es freut uns, dass wir mit den Resultaten aus dem Pilotversuch einen Beitrag zur Erreichung der schweizerischen Gasziele leisten können. Die Gewinnung von erneuerbarem Gas aus überschüssigem Strom zahlt sich mittelfristig aus, die industrielle Nutzung wird greifbar.»

Was einzigartig ist

Herzstück und Neuentwicklung der Power-to-Gas-Technologie ist ein sogenannter Wirbelschichtreaktor. In ihm bringt ein Katalysator aus Nickel den Wasserstoff und das CO₂ zur Reaktion, so dass sie sich zu Methan verbinden. Revolutionär bei der Pilotanlage von Energie 360° und dem Paul Scherrer Institut (PSI) ist, dass das Kohlendioxid (CO₂) durch die Zugabe von erneuerbarem Wasserstoff direkt in Methan umgewandelt wird, anstatt abgetrennt zu werden. Diesen Vorgang nennt man Direkt-Methanisierung. Einzigartig ist, dass das im Biogas gelöste CO₂ verwendet wird. Und zum ersten Mal wurde in der Schweiz ein solcher Pilotversuch 1000 Teststunden lang unter realen Bedingungen durchgeführt. Das dabei erzeugte erneuerbare Methan wird ins Gasnetz von Energie 360° der Stadt Zürich eingespeist. Peter Jansohn, Leiter des Labors für Thermische Prozesse am PSI, betont: «Für unsere am PSI entwickelte Methanisierungstechnologie ist dieser Pilotversuch mit realem Roh-Biogas ein entscheidender Schritt, um unsere Forschungsergebnisse zu bestätigen, die Alltagstauglichkeit der Technik unter Beweis zu stellen und den Transfer der Technologie in verschiedene Anwendungsbereiche hinein voranzubringen.»

Die Forschungsergebnisse und Vorteile von Power-to-Gas

• Beitrag und Potenzial zur Erreichung der Schweizer Gasziele: Werden die bestehenden Schweizer Klär- und Vergärwerke, die heute schon Biogas produzieren, auf Power-to-Gas-Technologie mit Einspeisung in ein Gasnetz umgebaut, kann die Einspeisung von erneuerbarem Gas schweizweit von aktuell 308 Gigawattstunden auf 1400 Gigawattstunden verfünffacht werden.
• Die Produktion kann gesteigert werden: Mit der Power-to-Gas-Technologie können 60% mehr erneuerbares Gas in bestehenden Biogas-Anlagen produziert werden. Damit wird eine nahezu 100%ige Verwertung des Rohgases ermöglicht. Das Ausgangsprodukt Roh-Biogas enthält zwar schon erhebliche Anteile an Methan, aber auch noch bis zu 40% Kohlendioxid (CO₂). Die Power-to-Gas-Technologie trägt zur Reduktion der klimarelevanten CO₂-Emissionen bei.
• Zwischenspeicherung der Energie in Gastanks: Die Direkt-Methanisierung von Roh-Biogas begegnet zudem dem Problem der Produktion von Überschussstrom aus erneuerbaren Energiequellen: Mit der Umwandlung von Strom in zusätzliches Gas kann die Energie im Gasleitungssystem zwischengespeichert und bei Bedarf genutzt werden.

Energie 360° freut sich über die vielversprechenden Forschungsergebnisse. Mit der eigenen Erfahrung in der Gasbranche, der wissenschaftlichen Leistung des PSI und der Gasinfrastruktur von Energie 360° kann ein wertvoller Beitrag an die Energiezukunft geleistet werden.