Erdgas von der Sonne

Vorsichtig setzt Ulrich Zuberbühler mit seinem silberfarbenem Kombi rückwärts um die Ecke. Als der Wagen neben zwei Wellblechcontainern zum Stehen kommt, öffnet der Ingenieur den Tankdeckel. In den Tankstutzen führt er eine Art Zapfpistole ein und öffnet das Ventil daran. Dann strömt Methan in den Tank des Wagens. Methan, das ist der Hauptbestandteil von Erdgas. Üblicherweise stammt es aus fossilen Lagerstätten tief unter der Erde. Doch das Gas, mit dem Ulrich Zuberbühler sein Auto betankt, wurde künstlich hergestellt – hier vor Ort in einem Stuttgarter Gewerbegebiet am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung. Die Pilotanlage soll zeigen, wie sich die unsteten erneuerbaren Energiequellen auch dann nutzen lassen, wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht weht. Denn immer wieder gibt es auch Zeiten, in denen zu viel Energie abfällt, die dann nicht genutzt werden kann. Und genau hier setzen die Stuttgarter Forscher an.

"Wir wollen ja aus Überschuss-Strom, möglichst natürlich erneuerbarer Strom, also aus Wind- und Photovoltaikanlagen Methangas erzeugen, das wir wieder im Erdgasnetz speichern können."

Prinzipiell benötigt der Forscher dazu nur drei Zutaten: Strom, Luft und Leitungswasser. Der Strom kann aus einer Photovoltaik-Anlage oder einer Windkraftanlage kommen. Mit ihm lässt sich Leitungswasser, Zutat Nummer zwei, in seine Bestandteile aufzuspalten. Das geschieht in dem linken Wellblechcontainer.

"Das hier ist der Wasserstofferzeuger, der produziert jetzt also aus Strom Wasserstoff und Sauerstoff. Den Sauerstoff, den brauchen wir jetzt hier in diesem Prozess nicht. Wir brauchen also nur den Wasserstoff, und machen dann in diesen beiden Synthesereaktoren Methan."

Dazu benötigt der Ingenieur aber noch die dritte Zutat, nämlich Luft. In dem rechten Container scheiden Ulrich Zuberbühler und seine Mitarbeiter das Gas Kohlendioxid aus der Luft ab. Wasserstoff aus dem linken und CO2 aus dem rechten Container strömen dann zusammen und bilden in einer chemischen Reaktion das künstliche Erdgas. Für sich betrachtet sind alle Einzelschritte nicht neu. Aber in dieser Zusammenstellung hat es sie zuvor noch nicht gegeben.

"Weltweit, würde ich sagen, ist das hier die erste Anlage, die praktisch die ganze Prozesskette darstellt von CO2-Abtrennung aus der Luft bis zum fertigen Kraftstoff, den man in ein Auto tanken kann. Also das ist einmalig realisiert."

Die überschüssige Energie aus Wind und Sonne steckt in dem Gas und kann auf verschiedenen Wegen wieder freigesetzt werden, erklärt Stephan Rieke von der Firma Solar Fuel Technology, der das künstliche Erdgas vermarkten möchte.

"Wir können das Gas nachher verwenden im Heizenergiebereich, wir können es aber auch für Mobilität verwenden, sprich für Windstrom im Gastank, so sagen wir das. Und wir können es natürlich wieder rückverstromen, was heute auch schon existent ist. Es gibt allein in Deutschland über sechzehn-, siebzehntausend Megawatt an Gasturbinenkraftwerken, die mit sehr hohem Wirkungsgrad arbeiten teilweise, bis zu 60 Prozent. Das heißt, man kann mit sehr hohem Wirkungsgrad auch wieder dieses Gas rückverstromen, wenn man es wirklich dann im Strombereich haben möchte."

Von der ursprünglichen Energie landet nur knapp die Hälfte in dem synthetischen Erdgas. Rein vom Standpunkt der Energieausbeute wäre es sinnvoller, auf der Stufe der Wasserspaltung schon stehen zu bleiben. Denn der Wasserstoff enthält mehr Energie als Methan. Jedoch müsste für den Wasserstoff eine komplett neue Speicherinfrastruktur aufgebaut werden. Das künstliche Methan kann aber einfach in das Erdgassystem eingespeist werden, in das Leitungsnetz und die unterirdischen Kavernenspeicher. Für die Zukunft prophezeien die Experten aus Stuttgart daher der Erdgasversorgung eine neue Karriere als Energiespeicher, der über Wochen hinweg verlässlich Strom liefern kann.