Wasserstoff - Bindeglied der Energiewende

Wasserstoff wird meist elektrolytisch mittels Power-to-Gas-Verfahren hergestellt. Power-to-Gas bedeutet, Gase aus elektrischer Energie zu gewinnen. Stromüberschüsse der erneuerbaren Energien können so genutzt und Netzengpässe entlastet werden. Durch die Verbindung der energiewirtschaftlichen Sektoren Strom, Wärme, Mobilität und Industrie (energetische Sektorenkopplung) werden Synergien effizient genutzt. Die Lagerung von Gas (Wasserstoff und Methan) ermöglicht eine Langzeitspeicherung von Energie. Synthetisch erzeugtes Methan (SNG) kann im Erdgasnetz gespeichert und transportiert werden.

Wind weht, Sonne scheint, die Basis für die Wasserstofferzeugung

Statt z.B. Windkraftanlagen abzuschalten, wird aus dem Überschuss-Strom mittels Elektrolyse grüner Wasserstoff hergestellt. Dieser kann direkt als Energieträger genutzt, transportiert oder gespeichert werden. Die Energieeinspeisung von Wasserstoff ins Erdgasnetz und der Aufbau von eigenen Wasserstoffnetzen wird zunehmend vorangetrieben. In Brennstoffzellen und Motoren kann Wasserstoff zur Stromerzeugung oder zur Mobilität genutzt werden. Außerdem sind Wasserstoff und seine Derivate (z.B. Ammoniak und Methanol) ein wichtiger Rohstoff für die Stahl- und chemische Industrie. Wasserstoff kann zudem als Ausgangsstoff für synthetische Kraftstoffe (E-Fuels) dienen.

Methanisierung – die Herstellung von erneuerbarem oder grünem Gas (Strom aus erneuerbaren Energien)

Bei der Methanisierung wird aus Wasserstoff Methan erzeugt. Dabei wird CO₂ gebunden. Dieses regenerative Methan (SNG) hat Erdgasqualität und kann wie Erdgas eingesetzt oder ins Gasnetz eingespeist werden.

• Katalytische Methanisierung. Hier wird durch ein technisches Verfahren (Sabatier Prozess) mithilfe eines Katalysators Methan erzeugt.
• Biologische Methanisierung. Mithilfe von speziellen Mikroorganismen wird in Bioreaktoren Methan erzeugt.

Bei der Auswahl des Verfahrens spielt die Größe sowie die geplante CO₂-Quelle eine wichtige Rolle.

Das Biogas oder das CO₂-reiche Abgas einer Biogasaufbereitungsanlage können als CO₂-Quellen für die Methanisierung dienen und so Emissionen reduzieren und eine aufwendige Gewinnung des CO₂ aus der Atmosphäre unnötig machen. Im Falle einer Biogasaufbereitung ist ein Einspeiseanschluss an das Erdgasnetz bereits vorhanden und die bei der Methanisierung anfallende Wärme kann genutzt werden. Hierdurch wird der Gesamtwirkungsgrad der Anlage gesteigert.