Neue Verfahren könnte einer der letzten Hürden auf dem Weg in ein neues Zeitalter der erneuerbaren Energien bewältigen. Die offenen Frage nämlich, was man mit Strom aus Wind und Solaranlagen macht, wenn er gar nicht gebraucht wird.
Schon heute kommt es vor, dass die Rotoren von Windkraftwerken stillstehen, obwohl der Wind ordentlich weht. Aber das Netz kann den Strom, der derzeit erzeugt werden würde, einfach nicht mehr aufnehmen. Millionen Kilowattstunden gehen so inzwischen pro Jahr verloren. Weht umgekehrt mal kein Wind oder ist die Sonneneinstrahlung zu schwach, fehlt es wieder an Strom. Kurzfristig lässt sich die Schwankung zwischen Überangebot und Unterversorgung zwar mit Gaskraftwerken oder mit Pumpspeicherwerken auffangen. Schwierig wird es dann, wenn die erneuerbaren Energien einen Anteil vom mehr als zwei Dritteln des gesamten Stromverbrauchs decken müssen. Dann werden die Überschüsse an Wind- und Sonnen- Energie, die gespeichert werden müssen, gewaltig groß. Und sie müssen über Wochen oder sogar Monate akkumuliert werden. Selbst die Batterien von Millionen Elektroautos könnten bei weitem nicht diese Leistung aufnehmen. Und auch die bereits vorhandenen Pumpspeicherwerke in Deutschland sind alles andere als ausreichend.
Auf welche Technologie sollte man sich nun konzentrieren?
Einen Ausweg böten neue Pupspeicherkraftwerke in Skandinavien. Weil es dort an Gebirgen und Seen nicht mangelt, könnte das Wasser mithilfe von Pumpen in höher gelegenen Becken leiten. Fehlt es an elektrischer Energie im Netz, lässt man das Wasser in tiefer gelegene Reservoirs zurückfließen. Dabei treibt es Turbinen an, die wiederum elektrische Energie erzeugen. Aber reichen Pumpspeicherwerke als Lösung, um langfristig überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien zu speichern. Und wie verhält es sich mit dem Umweltschutz und welche bedenken hat die betroffene Bevölkerung.
Wozu Speicherkraftwerke zu Pumpspeicherkraftwerken ausgebaut werden müssten. Seekabel zwischen Deutschland und Norwegen verlegen, was die Kabelproduktion von drei Jahren benötigen würde.
Es gibt ein Verfahren welche mehr als 200 Jahre alt ist: Die Elektrolyse. In einer ihrer einfachsten Anordnungen tauchen dabei eine Anode und eine Kathode in Wasser und leiten Strom durch die Flüssigkeit. Der Strom spaltet die Wassermoleküle, an den Elektroden entstehen reiner Sauerstoff (Anode) und Wasserstoff (Kathode). Allein mit dem Wasserstoff ließe sich vieles anstellen: Er könnte direkt ins Erdgasnetz eingespeist werden, Heizungen befeuern oder Autos antreiben. Aber Wasserstoff lässt sich nur in begrenzten Mengen ins Erdgasnetz einspeisen, denn er schadet der Qualität des Erdgases und mindert dessen Brennfähigkeit. Etwa fünf Prozent macht der Anteil an Wasserstoff im Erdgas aus. Viel mehr sollte es auch nicht sein.
Nun, wenn Wasserstoff nämlich mit CO² reagiert, entsteht neben Wasser auch Methan, der Hauptbestanteil von Erdgas. Und das hat natürlich den ungeheuren Vorteil, dass dieses Methan direkt und unbegrenzt ins Erdgas eingespeist werden kann. Das Erdgasnetz hat eine Speicherkapazität von 240 Terawattstunden, nirgendwo sonst findet man in Deutschland einen so großen Energiespeicher.
Der zweite Vorteil ist, dass es auch die Technik für diese sogenannte Rückverstromung längst gibt. Wenn also im Winter die Solarmodule oder die Windkraftwerke über Wochen kaum Strom liefern, kann das Methan in gewöhnlichen Gaskraftwerken rückverstromt werden und das völlig CO² neutral.
Das größte Problem am Methan- Verfahren ist jedoch der Wirkungsgrad. Denn immer, wenn Energie von einer Form in die andere umgewandelt wird, geht ein Teil dabei verloren, meist in Form von Wärme. Wird elektrische Energie aus Sonnen- oder Windkraft über die Elektrolyse in Wasserstoff gespeichert, liegt der Wirkungsgrad bei etwa 80 Prozent. Wenn der Wasserstoff zu Methan umgewandelt wird, liegt er noch bei etwa 60 Prozent. Wenn das Methan aber rückverstromt wird, liegt der Wirkungsgrad nur noch bei rund 36 Prozent.