Power-to-Gas

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Als Power-to-Gas (kurz PtG oder P2G, deutsch etwa: „Elektrische Energie zu Gas“) wird ein chemischer Prozess bezeichnet, in dem mittels Wasserelektrolyse mit teilweise nachgeschalteter Methanisierung unter Einsatz von Ökostrom ein Brenngas hergestellt wird.[1] Da es aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, wird das so erzeugte Synthesegas bisweilen auch als EE-Gas bezeichnet. Je nach Art der eingesetzten erneuerbaren Energie wird das Gas auch Windgas, Solargas oder ähnlich genannt; je nach chemischer Zusammensetzung des Gases wird statt des Begriffes „Gas“ auch „Methan“ oder „Wasserstoff“ verwendet. Das so hergestellte Brenngas kann in das öffentliche Gasnetz eingespeist, in Kavernenspeichern zwischengespeichert oder im Verkehrswesen genutzt werden. Daneben existieren auch Konzepte für integrierte Speicherkraftwerke auf Basis von reversiblen Brennstoffzellen, eine mittlerweile in den Markt eingeführte Technologie,[2] die höhere Wirkungsgrade versprechen als die vorgenannten Verwendungszwecke.[3]

Bei Power-to-Gas handelt es sich um eine sogenannte Power-to-X-Technologie, wobei Power die über dem Bedarf liegenden temporären Stromüberschüsse bezeichnet und das X die Energieform oder den Verwendungszweck, in den die elektrische Energie gewandelt wird.[4] Power-to-Gas ist ein saisonaler Langfristspeicher, der niedrigere Wirkungsgrade und höhere Kosten aufweist als die Nutzung von Überschüssen im Wärmesektor bzw. Verkehrswesen (Power-to-Heat, Vehicle-to-Grid) bzw. als die Kurzfristspeicherung. Deshalb sollten diese Technologien aus Effizienzgründen früher zum Einsatz kommen als Langfristspeicher. Daher wird davon ausgegangen, dass die Power-to-Gas-Technologie erst in der dritten Phase der Energiewende benötigt wird, wenn der Anteil der Erneuerbaren Energien am Strommix 60 bis 70 % und mehr erreicht;[5] andere Quellen nennen 80 %.[6]

Dann würden mit Power-to-Gas synthetische Brennstoffe produziert, die zunächst möglichst nur im Verkehrswesen eingesetzt würden; erst bei noch höheren Anteilen wäre eine Rückverstromung und damit ein Einsatz im Strom- und Wärmesektor (durch Kraft-Wärme-Kopplung) notwendig. Bei niedrigeren Anteilen sind Flexibilisierungsmaßnahmen im Energiesystem wie z. B. der verstärkte Einsatz von Wärmepumpenheizungen und Elektroautos, der Aufbau von Smart Grids, der Ausbau der Stromnetze und der Einsatz von Kurzfristspeichern (z. B. Batterie-Speicherkraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke) effektivere und sinnvollere Alternativen.[5] Ein Einsatz von Power-to-Gas zum Energietransport, z. B. um damit Stromtrassen zu ersetzen, ist aufgrund des geringen Wirkungsgrades weder ökologisch noch ökonomisch sinnvoll. Hier ist der direkte Stromtransport über Hochspannungsleitungen der Power-to-Gas-Technik wegen des viel höheren Wirkungsgrades vorzuziehen.[7]

Überblick[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Zuge der Energiewende werden immer mehr variable erneuerbare Energien errichtet, insbesondere Windkraft- und Photovoltaikanlagen. Dadurch, dass zugleich konventionelle Grundlastkraftwerke wenig flexibel sind und nur bis zu einem gewissen Grad gedrosselt werden können, kann es während Zeiten hoher Einspeisung von Wind- und Solarenergie zu einem Überangebot von Strom kommen, speziell bei geringer Stromnachfrage. Dieser Effekt ist abhängig von der Flexibilität des konventionellen Kraftwerksparks. Er tritt umso stärker auf, je höher der Anteil von schlecht zu regelnden Grundlastkraftwerken (insbesondere Kernkraftwerke und (Braun)kohlekraftwerke) ist, während er hingegen bei einem flexiblen Kraftwerkspark, der vorwiegend aus gut zu regelnden Gaskraftwerken besteht, erst später auftritt.

Bei hohen Anteilen an Erneuerbaren Energien an der Stromversorgung kann deren Einspeisung zeitweise auch ganz ohne Einspeisung fossiler Kraftwerke höher liegen als die Nachfrage, womit die Energie entweder genutzt oder abgeregelt werden muss. Nutzungskonzepte, auch als Power-to-X bezeichnet, umfassen z. B. die Verwandlung in Wärme mittels Power-to-Heat, die Nutzung im Mobilitätswesen, z. B. mittels Vehicle to Grid oder die Speicherung in Speicherkraftwerken wie Pumpspeichern, Batteriespeichern oder Druckluftspeicherkraftwerken. Diese Speicher sind jedoch primär Kurzfristspeicher, zugleich wird aber für eine regenerative Vollversorgung ebenso ein Langfristspeicher benötigt, der eine saisonale Energiespeicherung möglich macht. Hierfür kommen praktisch nur chemische Speicher wie z. B. Power-to-Gas in Frage. Gleichzeitig kann die Integration von Power-to-Gas-Anlagen in die elektrischen Energieversorgungssysteme wie auch herkömmliche Speicher zur Sicherung der Netzstabilität eingesetzt werden, indem sie als regelbare Last eingesetzt werden.

In der Fachliteratur wird davon ausgegangen, dass ab einem Erneuerbare-Energien-Anteil von etwa 40 % in größerem Maße zusätzliche Speicher benötigt werden, vereinzelt wird auch die Zahl 70 % genannt.[8] Unterhalb von 40 % Erneuerbaren Energien gilt eine Ausregelung durch Wärmekraftwerke sowie eine geringfügige Abregelung von Erzeugungsspitzen der Erneuerbaren Energien (erwartet werden etwa 260 GWh pro Jahr bzw. 1 Promille der bei einem 40-%-Anteil prognostizierten Ökostromerzeugung) als volkswirtschaftlich effizienter. Ursächlich hierfür ist, dass Speicher in diesem Fall größtenteils zur besseren Auslastung von in Grundlast betriebenen Braunkohlekraftwerken zulasten von weniger emissionsintensiven Kraftwerken eingesetzt würden und zugleich die Kosten für den Neubau von Speichern den Nutzen durch eine gleichmäßigere Kraftwerksfahrweise deutlich überstiegen. Daher werden zusätzliche Speicher in Deutschland frühestens ab dem Jahr 2020 für notwendig gehalten.[9] Auch bei erneuerbaren Anteilen bis ca. 70 % am Jahresstrombedarf bleibt der Speicherbedarf zunächst moderat, sodass Power-to-Gas in absehbarer Zeit noch nicht benötigt wird, sondern zur Marktreife gebracht werden kann.[10] Ein Bedarf für saisonale Speicherung tritt erst auf, wenn der Anteil der erneuerbaren Stromerzeugung 60[5] bis 80[6] % erreicht.

Grundsätzlich gilt, dass die gleichzeitige Erzeugung von Synthesegas mittels Power-to-Gas-Technologie eine Energieverschwendung darstellt, solange Erdgas in großem Umfang zur Bereitstellung von Prozesswärme und Warmwassererzeugung genutzt wird. Dies liegt darin begründet, dass Strom zu Heizzwecken eine Effizienz von nahezu 100 % aufweist und somit mehr Erdgas durch direkte Heizung mit Strom eingespart werden könne, als EE-Gas mit der gleichen Strommenge erzeugt werden kann.[11][12] Wichtig ist ebenfalls, dass die Nutzung von Power-to-Gas nur energetisch sinnvoll und Emissionseinsparend ist, wenn Ökostrom genutzt wird. Wird hingegen Strom aus fossilen Energien eingesetzt, vervielfachen sich die Emissionen. Kommt beispielsweise Strom aus einem Braunkohlekraftwerk zum Einsatz, das Emissionen von 1161 g CO2-äq./kWh aufweist, ergäben sich bei je 60 % Wirkungsgrad für Speicherprozess und Rückverstromung im GuD-Kraftwerk Gesamt-Emissionen von 3225 g CO2-äq./kWh; etwa das Achtfache von Strom aus einem fossil befeuerten Erdgaskraftwerk.[13]

Entwicklungsgeschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine mögliche Definition von Power to Gas lautet:

„Der Begriff Power-to-Gas steht für ein Konzept, bei dem überschüssiger Strom dazu verwendet wird, per Wasserelektrolyse Wasserstoff zu produzieren und bei Bedarf in einem zweiten Schritt unter Verwendung von Kohlenstoffdioxid (CO2) in synthetisches Methan umzuwandeln. Als Speicher für dieses Methan und bis zu einem gewissen Volumenanteil auch des elementaren Wasserstoffs könnte die bestehende Erdgasinfrastruktur, also das Gasnetz mit den angeschlossenen Untertagespeichern, verwendet werden.“[14]

Das Grundkonzept, mittels Windenergie elektrolytisch erzeugten Wasserstoff als Energieträger zu nutzen, wurde bereits Mitte des 19. Jahrhunderts vorgeschlagen. Bereits 1840 soll der belgische Professor Nollet einen entsprechenden Vorschlag gemacht haben; nachgewiesen ist ein Vorschlag aus dem Jahr 1868.[15] Technisch umgesetzt wurde die Idee dann erstmals Ende des 19. Jahrhunderts, als der dänische Windkraftpionier Poul la Cour im Jahr 1895 eine Windkraftanlage mit angeschlossenem Elektrolyseur in Betrieb nahm, die Knallgas zur Beleuchtung der Schule in Askov lieferte.[16]

Einen Aufschwung erhielt das Konzept im 20. Jahrhundert als Baustein der angestrebten Vision einer Wasserstoffwirtschaft bzw. zur Speicherung von regenerativ erzeugtem Strom im Rahmen der Energiewende. Erst seit etwa dem Jahr 2009 wird die Möglichkeit diskutiert, Methan statt Wasserstoff zu erzeugen.

Die halbstaatliche Deutsche Energie-Agentur (dena) unterhält zu den Verfahren zur Erzeugung von EE-Gas seit Oktober 2011 eigens eine Strategieplattform unter dem Titel Power to Gas.[17] In der Online-Ausgabe des Manager Magazins wird Power-to-Gas als neue Technologie bezeichnet, deren Modell bestechend einfach klinge, da in den 450.000 Kilometer langen Gasleitungen und etwa 47 Erdgasspeichern in Deutschland schon heute Platz für 23,5 Milliarden Kubikmeter (m³) Gas sei, der sich bis 2025 durch Erweiterungen und Neubauten auf 32,5 Milliarden m³ erhöhen soll.[18]

Konzepte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schematische Darstellung eines Wind-to-Gas-Hybridkraftwerkes (integrierte elektrolytische Wasserstoffherstellung ohne nachfolgende Methanisierung)

Klassisches Konzept[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das klassische Power-to-Gas umfasst die Umwandlung regenerativ erzeugter elektrischer Energie in chemische Energie und deren Speicherung im verfügbaren Gasnetz in Form verschiedener Gase. Hierfür wird Wasser zunächst mit Elektrolyseuren in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten, darauf unter Zugabe von Kohlenstoffdioxid methanisiert und schließlich ins Erdgasnetz eingespeist. Anschließend kann dieser Brennstoff für verschiedene Zwecke verwendet werden: Neben der Rückverstromung in Gaskraftwerken oder Blockheizkraftwerken ist auch die Nutzung im Verkehrssektor sowie zur Wärmeerzeugung möglich.

Gas-Gewinnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Elektrolyse von Wasser
GBF: Gleichspannungsquelle

Dem synthetisch hergestellten Methangas wird auf Grund seiner Speicherfähigkeit eine besondere Rolle im Bereich der regenerativen Energien zugeschrieben. Wie herkömmliches synthetisches Erdgas kann es in das bereits vorhandene Erdgasnetz eingespeist werden; es ermöglicht so die Speicherung und den Transport der Energie zum Verbraucher und kann damit das elektrische Netz entlasten. Ausgangsmaterialien für die Herstellung dieses EE-Gases sind Wasser und Kohlenstoffdioxid, welche in Zeiten überschüssiger erneuerbarer Energie unter anderem zur Netzstabilisierung mittels Wasserelektrolyse in Wasserstoff[19] und anschließend ggf. per Methanisierung in Methan umgewandelt werden.

Zur Steigerung des Gesamtwirkungsgrades ist es sinnvoll, die bei der Elektrolyse sowie der Methanisierung anfallende Abwärme ebenfalls zu nutzen. Diese fällt bei der alkalischen bzw. der PEM-Elektroylse auf einem Temperaturniveau von 40-90°C bzw. 20-100°C an und kann somit z.B. für die Einspeisung in die Rückläufe von Wärmenetze, als Prozesswärme für bestimmte Industrieprozesse oder als Wärmequelle für Schwimmbäder oder Krankenhäuser dienen.[20]

Elektrolyse[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser erzeugt und möglichst direkt in das Gasnetz eingespeist (die derzeit zulässige Obergrenze für die Wasserstoffkonzentration im deutschen Erdgasnetz beträgt 5 Volumenprozent, im Stadtgasnetz waren etwa 50 % Wasserstoff enthalten) oder in Großspeichern wie Salzkavernen zwischengespeichert.[19] Die zur Elektrolyse benötigte elektrische Energie wird mittels Windkraftanlagen oder durch Solarzellen erzeugt.

Bei der Erzeugung von Wasserstoff als EE-Gas durch Wasserelektrolyse läuft folgende chemische Reaktion ab:

Zwei Wassermoleküle (H2O) werden in zwei Wasserstoffmoleküle (H2) und ein Sauerstoffmolekül (O2) aufgespalten.

Zur Elektrolyse können alkalische Elektrolyseure, PEM-Elektrolyseure und Festoxidbrennstoffzellen genutzt werden.[21]

Methanisierung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Technische Methanisierung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Methanisierung von CO2 mittels elektrolytisch gewonnenem Wasserstoff

Alternativ kann der Wasserstoff zusammen mit Kohlenstoffdioxid in Methangas umgewandelt werden, das bis zu 100 % in das Gasnetz eingespeist oder in Gasspeichern gelagert werden kann. In diesem fall steht die komplette Erdgasinfrastruktur für Speicherung und Transport zur Verfügung.[22]

Bei der Erzeugung von Methan als EE-Gas läuft folgende Reaktion ab:[23]

Dabei beschreibt die bei dieser exothermen Reaktion freiwerdende Reaktionsenthalpie. Die Reaktion kann dabei nach den folgenden zwei Teilreaktionen ablaufen:[23]

(1)
(2)

In der ersten Teilreaktion reagiert der per Elektrolyse erzeugte Wasserstoff (H2) zunächst in einer reversen Wassergas-Shift-Reaktion mit Kohlenstoffdioxid (CO2) zu Kohlenmonoxid (CO) und Wasser (H2O). In der zweiten Teilreaktion reagiert das im ersten Schritt entstandene Kohlenmonoxid mit weiterem Wasserstoff zu Methan (CH4) und wiederum Wasser. Bei dieser zweiten Teilreaktion handelt es sich um eine Variante der Fischer-Tropsch-Synthese.[24] Da der Prozess exotherm verläuft, entsteht Abwärme. Wird diese zur Verdampfung des Wassers in Kombination mit einer Hochtemperatur-Dampfelektrolyse eingesetzt, kann der Wirkungsgrad des Gesamtprozesses um etwa 16 % gesteigert werden.[25]

Mögliche Kohlenstoffdioxidquellen sind mit fossilen und biogenen Energieträgern befeuerte Kraftwerke, Biogasanlagen, Industrieprozesse und eine Direktabscheidung aus der Umgebungsluft.[23][1] Auch Kläranlagen bieten sich aufgrund von Synergieeffekten an, insbesondere für kommunale Betriebe mit eigenem Fuhrpark.[26] Zwei Verbundeffekte ergeben sich jedoch bei der Kombination mit einer Biogasanlage. Zum einen kann der Einspeisepunkt in das Erdgasnetz gemeinsam genutzt werden, zum anderen enthält Rohbiogas neben Methan als Hauptbestandteil erhebliche Mengen CO2. Letzteres müsste vor der Einspeisung abgetrennt werden, wie auch bei der Herstellung von Biomethan als Biokraftstoff. Dieser Schritt kann durch Methanisierung eingespart werden. Das schon vorhandene Methan stört dabei nicht, wohl aber Spuren von Schwefelwasserstoff, die für diese Nutzung abgetrennt werden müssen,[1] etwa durch Aktivkohle. Ein oxidatives Verfahren wie bei der Rauchgasentschwefelung wäre ungeeignet, da der notwendige Lufteintrag den Ertrag schmälern würde.

Während Wasserstoff als EE-Gas lediglich der Elektrolyse bedarf, laufen die meisten Verfahren zur EE-Gas-Produktion in Form von Methan chemisch ab und erfordern einen hohen Druck, eine hohe Temperatur, CO2-Konzentration und -Reinheit.

Mikrobielle Methanisierung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es gibt auch die Möglichkeit, die Methansynthese in Bioreaktoren mithilfe von Archaeen durchzuführen. Durch die hohe Selektivität der Mikroorganismen kann auch bei niedrigeren Konzentrationen methanisiert werden.[27][28][29] Der mikrobielle Power-to-Gas-Prozess basiert auf dem gleichen Prinzip wie die chemische Variante. Der Unterschied ist, dass er unter physiologischen Bedingungen stattfindet und eine bessere Energieeffizienz hat. Das bedeutet, dass der gebildete Wasserstoff wie beim chemischen Prozess durch Elektrolyse gewonnen wird. Dies geschieht aber bei Raumtemperatur und neutralem pH-Wert. Die Methanbildungsraten sind allerdings geringer als bei der chemischen Variante. Dem Problem kann begegnet werden, indem die Kathodenoberfläche vergrößert wird.[30]

Der Prozess vollzieht sich schrittweise. Zunächst werden Enzyme sezerniert, die sich an der Kathodenoberfläche anheften[31] und so das Überpotential zur Elektrolyse reduzieren.[32] Danach beginnen methanogene Archaeen den gebildeten Wasserstoff zur Methanogenese zu nutzen. Diese sogenannten Methanogenen wachsen sowohl bei Raumtemperatur als auch bei höheren Temperaturen, bei denen die Methanbildungsraten ebenfalls höher sind. Methanogene, die typischerweise die Reaktoren besiedeln, gehören den Gattungen Methanobacterium[33],[34] Methanobrevibacter[35] und Methanothermobacter (thermophil)[36] an. Eine direkte Elektronenübertragung wurde ebenfalls postuliert.[37]

Ein neues, sich noch in Entwicklung befindendes, Verfahren verlegt die Methanisierung in den Fermenter einer Biogasanlage und nutzt dafür die vorhandenen Mikroorganismen. Die überschüssigen CO2-Mengen entstehen, weil die Mikroorganismen zu wenig Wasserstoff vorfinden. Wenn per Elektrolyse direkt im Fermenter Wasserstoff erzeugt wird, kann so eine Methanausbeute von bis zu 95 Prozent erreicht werden und die anfallende Abwärme kann auch noch genutzt werden.[38]

Einspeisung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einspeisepunkte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

EE-Gas kann prinzipiell an jeder beliebigen Stelle in das Erdgasnetz eingespeist werden. Da Einspeisepunkte eine entsprechende Infrastruktur zur Messung der eingespeisten Gasmenge benötigen,[39] bietet sich beispielsweise auch eine Einspeisung im Bereich existierender oder neu geschaffener Gasversorgungsbauwerke – wozu unter anderem Gaswerke, Gaskraftwerke, Hybridkraftwerke, Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen, Verdichterstationen oder auch die Gasometer genannten Gasbehälter zählen – als Einspeisepunkte an. Auch eine Verknüpfung der Einspeisung mit vorhandenen Biogasanlagen ist generell denkbar.

Wasserstoffeinspeisung versus Methanisierung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei der Umsetzung von Power-to-Gas werden in der Fachwelt verschiedene Probleme diskutiert:

Für die Speicherung als Wasserstoff spricht der deutlich höhere Wirkungsgrad gegenüber der Methanisierung. So können bei der Wasserstoffspeicherung elektrische Gesamtwirkungsgrade (Elektrolyse Speicherung Rückverstromung) von 49 bis 55 % erreicht werden.[40] Zugleich sind die Investitionskosten in die Speicheranlagen geringer, da auf die Methanisierungsanlagen verzichtet werden kann.

Allerdings kann laut dem Gasnetzbetreiber Ontras Wasserstoff im Gas in hohen Konzentrationen die Leitungen beschädigen und teure Nachrüstungen notwendig machen. Preiswerter wäre es für Gasnetzbetreiber, ihn nach der Zugabe von Kohlenstoffdioxid umgewandelt als Methan entgegenzunehmen.[41] Bei einer anspruchsvollen Klimaschutzpolitik ist jedoch davon auszugehen, dass langfristig nur noch wenige Quellen für konzentriertes Kohlenstoffdioxid zur Verfügung stehen werden. Alternativ wäre eine Gewinnung aus der Luft möglich, die jedoch energetisch aufwändig und teuer ist.[42] Eine Tonne CO2 aufzufangen kostet bis zu 500 Euro.

Die unerwünschten Korrosions-Effekte treten vorwiegend bei un- oder niedriglegierten Stählen auf. Die Stähle nach DIN EN 10208-2, welche heutzutage in der Regel im Gasrohrleitungsbau eingesetzt werden, sind davon weniger betroffen, was durch mehrere Studien belegt wurde.[43]

Die Bundesnetzagentur vertritt die Meinung, dass sowohl der Wasserstoff prioritär auf der Ebene der Übertragungsnetze als auch die Methanisierung auf der Ebene der Gasverteilnetze eine Zukunft haben.[41] Gegen eine zu hohe Wasserstoffkonzentration sprechen bei der derzeitigen Infrastruktur nicht nur mögliche Materialschäden an Gasleitungen, Verdichtern und anderen gastechnischen Anlagen, sondern vor allem sicherheitstechnische Fragen zur Vermeidung einer Knallgasreaktion.

Andererseits gibt es bereits im Ruhrgebiet seit 1938 ein über 240 km langes Wasserstoffnetz. Weltweit existierten 2010 mehr als tausend Kilometer Wasserstoffleitungen.[44] Air Liquide betreibt zwölf Pipeline-Netze mit einer Gesamtlänge von 1200 km.[45]

Weiterhin ist umstritten, wie schnell die Einspeisegrenzen (heute direkt maximal 5 % Wasserstoffanteil) erreicht werden. Bei der Methanisierung wiederum wird zusätzlich Energie verbraucht, weshalb man derzeit von einem Energieverlust bei der Rückverstromung von 50 bis 67 Prozent ausgeht. Dazu gibt die Unternehmensberatung A.T. Kearney an, dass ein sich ergebender Preis von 80 Euro pro Megawattstunde für künstlich produziertes Methan drei mal so hoch wie der konventionellen Erdgases wäre.[18]

Nutzung des Synthesegases[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wirkungsgrad je nach Verwendung des Stroms, Feb. 2011
(ggf. Methanisierung von Biogas)[1]
Weg Wirkungsgrad Anmerkung
Strom → Gas
Wasserstoff 54–72 % mit 200 bar komprimiert
Methan (SNG) 49–64 %
Wasserstoff 57–73 % mit 80 bar komprimiert
(Erdgasleitung)
Methan (SNG) 50–64 %
Wasserstoff 64–77 % ohne Kompression
Methan (SNG) 51–65 %
Strom → Gas → Strom
Wasserstoff 34–44 % mit 80 bar komprimiert
und zu 60 % verstromt
Methan (SNG) 30–38 %
Strom → Gas → Strom & Wärme (KWK)
Wasserstoff 48–62 % mit 80 bar komprimiert und
Strom/Wärme anteilig 40/45 %
Methan (SNG) 43–54 %

Für Wasserstoff und Methan bieten sich unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten an. Da Erdgas zum überwiegenden Teil aus Methan besteht, kann Erdgas in vielen Fällen durch Methan aus Power-to-Gas-Anlagen ersetzt werden. Die Power-to-Gas-Technologie lässt sich somit für viele Anwendungen einsetzen und verbindet somit Märkte für elektrischen Strom, Wärme und Mobilität miteinander.[19] Der Nutzungsgrad ist bei Wasserstoffeinspeisung von der Verwendung des Gases, vom Energieaufwand für die Verdichtung sowie von der Länge der Transportleitungen abhängig.

Erzeugung elektrischer Energie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die chemische Energie von EE-Gas kann bei Bedarf in elektrische Energie umgewandelt werden. Es kann in unterschiedlichen Arten von Gaskraftwerken und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen rückverstromt werden. Wird EE-Gas als Stromspeicher eingesetzt, dann beträgt der Wirkungsgrad von Strom zu Strom zwischen 30 % und 44 %.[1] Wird EE-Gas in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen rückverstromt, sind Gesamtwirkungsgrade von 43 % bis 62 % erreichbar.[1]

Wärme[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wie Erdgas heute kann EE-Gas für die Wärmebereitstellung beispielsweise zum Kochen oder Heizen eingesetzt werden. Wird der beigemischte Wasserstoff in einem Brennwertkessel zur Wärmeerzeugung genutzt, wird ein Wirkungsgrad von 69 % erzielt.[46]

Mobilität[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Methanzapfsäule in Italien

EE-Gas kann in Brennstoffzellenfahrzeugen oder auch zum Antrieb von Gasfahrzeugen mit Verbrennungsmotor (z. B. Erdgasfahrzeuge) eingesetzt werden. Eine wichtige Anwendung von EE-Gas in Form von EE-Wasserstoff wird möglicherweise die Mobilität in Form von Treibstoff für Brennstoffzellenfahrzeuge sein. Dies erklärt sich aus folgenden Gründen:

  • Die Gewinnung von EE-Wasserstoff erfolgt in Zeiten hohen Energieangebotes aus Wind- bzw. Solarenergie mit dem Ziel, Energie aus dem elektrischen System herauszutransferieren: Eine Rückführung dieser Energie in das elektrische System ist mit hohen Verlusten verbunden und sollte unterbleiben bzw. Engpasszeiten (zu wenig Stromangebot) vorbehalten bleiben.
  • die Preise für Wind- und Solarstrom sinken seit Jahren.

Neben der Nutzung von Gas kommen für den Mobilitätssektor auch synthetische Kraftstoffe in Frage, eine Technik, die als Power to Liquid (deutsch etwa: „Elektrische Energie zu Flüssigkeit“) bekannt ist.[47] Anders als Power-to-Gas haben die unterschiedlichen Power-to-Liquid-Technologien die Herstellung flüssiger Kraftstoffe als Ziel.

Integriertes Konzept[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neben Anlagen, die das Synthesegas in das Gasnetz einspeisen oder für Endnutzer im Verkehrswesen bereitstellen, existieren auch Konzepte für integrierte Power-to-Gas-Anlagen, die das Synthesegas in anlageneigenen Tanks oder Kavernen zwischenspeichern und schlussendlich wieder elektrische Energie (und ggf. Wärme) in die Netze der öffentlichen Energieversorgung einspeisen. Diese Anlagen weisen häufig besondere Konzepte zur Abwärmenutzung auf und erreichen somit höhere Wirkungsgrade als netzeinspeisende Anlagen.

2015 wurde von Jensen u. a. ein Studie mit einem solchen Konzept in der Fachzeitschrift Energy and Environmental Science veröffentlicht. Anstelle von Elektrolyseuren, Methanisierungsanlagen und Gaskraftwerken zur Rückverstromung sollen reversibel arbeitende Festoxidbrennstoffzellen zum Einsatz kommen, die beim Speicherprozess aus Wasser und Kohlenstoffdioxid ein Methan-Wasserstoffgemisch und beim Entladevorgang wieder die Ausgangsmaterialien herstellen. Durch die Arbeitsweise bei relativ niedriger Temperatur und hohem Druck kann die bei der stark exothermen Spaltung von Wasser und Kohlenstoffdioxid in Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Sauerstoff gewonnene Wärme zur Herstellung eines methanreichen Brenngases (endotherme Reaktion) genutzt werden, womit Wärme- und damit Effizienzverluste beim Speichervorgang stark vermindert werden. Gespeichert würden Methan und Kohlendioxid in zwei unterschiedlichen unterirdischen Kavernenspeichern, die auf eine Speicherkapazität von mehreren Monaten dimensioniert werden könnten.

Bei der Rückverstromung würde unterirdisch verpresstes Brenngas (ein Gemisch aus Methan und Wasserstoff) nach Entspannung, Erhitzung und Vermischung mit Wasser in die Brennstoffzelle geleitet, die aus dem Brenngas elektrische Energie und ein wasserdampf- und kohlenstoffdioxidreiches Abgas gewönne, wobei letzteres wieder gespeichert würde. Die heißen Abgase aus der Brennstoffzelle würden hierbei genutzt, um die Brenngase vor Eintritt in die Brennstoffzelle zu erhitzen. Diese thermische Integration der einzelnen Systembestandteile gilt als Schlüsselbedingung für den hohen Gesamtwirkungsgrad der Anlage. Auf diese Weise lässt sich nach Angabe der Autoren ein gesamter Speicherwirkungsgrad von bis ca. 72 % bei vergleichsweise geringen Kosten erzielen. In Sachen Kapazität, Kosten und Wirkungsgrad sei die Technik in etwa vergleichbar mit Pumpspeicherkraftwerken, allerdings sei die Speicherbasis chemisch, womit dieser Speicher der bessere Langfristspeicher sei. Die Speicherkosten seien unter bestimmten Umstände vergleichbar mit Pumpspeicherkraftwerken und günstiger als Batteriespeicher, Druckluftspeicher und herkömmlicher Wasserstoffspeicher. Basis dieser Berechnung war ein Speicherkraftwerk mit 250 MW installierter Leistung der Brennstoffzellen und einer Speicherkapazität von 500 GWh (ca. 3 Monate). Die Lebensdauer der Gesamtanlage wurde mit 20 Jahre angesetzt, die der Brennstoffzellen mit 5 Jahren.[3]

Power-to-Chemicals[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neben der Einspeisung ins Gasnetz könnte Wasserstoff aus regenerativen Stromüberschüssen ebenfalls als Rohstoff für die (chemische) Industrie dienen und dort benötigten Wasserstoff ersetzen, der derzeit noch aus fossilen Quellen gewonnen wird. Dies wird als „Power-to-Chemicals“ bezeichnet. Da die Chemieindustrie maßgeblich auf den fossilen Rohstoffen Erdöl und Erdgas basiert, muss die Chemieindustrie mit der Verknappung dieser Rohstoffe langfristig ihre Rohstoffbasis auf regenerative Quellen umstellen. Power-to-Gas-Anlagen ermöglichen es mittels erneuerbarem Überschusstrom synthetische Rohstoffe auf Basis von Wasser und Kohlendioxid zu gewinnen, aus denen wiederum komplexere Grundstoffe wie Methan, Methanol oder Polymere hergestellt werden können.[48] Indirekt handelt es sich bei Power-to-Chemicals ebenfalls um einen Speicherprozess, da auf diese Weise keine fossilen Energieträger mehr als Rohstofflieferanten benötigt werden, sondern potentiell für energetische Zwecke zur Verfügung stehen. Zudem können Power-to-Chemicals-Anlagen das Energiesystem wie auch andere Speicher flexibler gestalten, beispielsweise durch Bereitstellen von Regelleistung oder durch Einsatz im Lastmanagement.[49]

Als Abnehmer der Produkte kommt insbesondere die Chemieindustrie in Frage, jedoch haben auch weitere Industriebranchen einen teils hohen Bedarf für Wasserstoff oder andere Synthesegase. Beispielsweise könnten Erdölraffinerien, die einen erheblichen Wasserstoffbedarf haben, mit Wasserstoff aus Power-to-Gas-Anlagen versorgt werden, womit der CO2-Ausstoß des Verkehrs nennenswert gesenkt werden könnte.[50] Dieser Einsatz von Power-to-Gas-Anlagen hat gegenüber der Methanisierung mit anschließender Rückverstromung große Vorteile in Hinblick auf Kosten und Wirkungsgrad und sollte deswegen zunächst bevorzugt eingesetzt werden. So könnte bei Power-to-Anlagen zunächst auf den mit zusätzlichen Energieverlusten verbundenen Schritt der Methanisierung verzichtet werden, während zugleich die ebenfalls verlustbehaftete Erzeugung von Wasserstoff aus fossilem Erdgas entfiele. Zu früh auf die Methanisierung für die Rückverstromung zu setzen würde im Umkehrschluss bedeuten, unsinnigerweise mit Energieverlusten Methan aus vorhandenem Öko-Wasserstoff zu machen, während gleichzeitig und ebenfalls mit Energieverlusten fossiler Wasserstoff aus Erdgas hergestellt würde.[42]

Situation in Deutschland[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Speicherkapazität des deutschen Erdgasnetzes[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine große Bedeutung bei der Nutzung von EE-Gas wird der Möglichkeit der Speicherung des Wasserstoff- bzw. Methangases in einem bereits vorhandenen Erdgasnetz zugerechnet.

Laut Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) benötigt Deutschland im Jahr 2050 – wenn laut Bundesregierung 80 % des elektrischen Stroms aus erneuerbaren Quellen stammen sollen – zum Ausgleich saisonaler Schwankungen bei Wind und Sonne Speicherkapazitäten von 30 Terawattstunden (TWh).[18] Demgegenüber wurde die Speicherkapazität der Erdgasspeicher im deutschen Erdgasnetz im April 2010 vom Fraunhofer-IWES mit über 200 TWh angegeben, was einem Verbrauch von mehreren Monaten entspricht.[51]

Die deutschen Pumpspeicherkraftwerke haben eine Kapazität von 0,04 TWh und sind als Kurzfristspeicher für eine Nutzungsdauer im Stunden bis Tagesbereich ausgelegt.[52] Zwar haben Pumpspeicherwerke einen deutlich höheren Wirkungsgrad (zwischen 70 % und 85 %), die Wirtschaftlichkeit wird aber auch durch die erheblichen Investitionskosten und den Flächenverbrauch bestimmt. Die installierte Leistung wird ausgebaut, kann aber in Deutschland aufgrund topographischer wie auch politischer Gründe nicht in die Größenordnung der Speicherfähigkeit des Erdgasnetzes kommen. Großes Potential für Speicherkapazitäten existiert dagegen in Nordeuropa. In Norwegen gibt es beispielsweise für Speicherwasserkraftwerke nutzbare Reservoire mit einer potentiellen Speicherkapazität von insgesamt etwa 84 TWh, in Schweden von etwa 34 TWh.[53] Diese Speicherkapazität liegt in einer ähnlichen Größe wie die Speicherkapazität des deutschen Gasnetzes.

Eine Übersicht der Power-to-Gas-Anlagen in Deutschland gibt die interaktive Karte auf der Seite der Power-to-Gas-Strategieplattform der Deutschen Energie-Agentur[54]

Rechtliche Voraussetzungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Deutschlandlastige Artikel Dieser Abschnitt stellt die Situation in Deutschland dar. Hilf mit, die Situation in anderen Staaten zu schildern.

Sofern Power-to-Gas-Anlagen mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben werden, fällt EE-Gas unter die Definition von „Speichergas“ gemäß § 5 Nr. 29 EEG 2014 (Erneuerbare-Energien-Gesetz) und „Biogas“ gemäß § 3 Nr. 10c EnWG (Energiewirtschaftsgesetz).[55]

Für Speichergas welches aus erneuerbarer Energie erzeugt wird somit, wenn es anschließend wieder in elektrische Energie umgewandelt wird, eine Einspeisevergütung gemäß § 5 Nr. 29 EEG 2014 gezahlt. Die Vergütung gilt nur für Kleinanlagen (< 100 kW ab 1. Januar 2016, vorher < 500 kW). Für größere Anlagen erfolgt die Förderung über eine Marktprämie gemäß § 5 Nr. 29 EEG 2014. Dies stellt aber keine besondere Förderung da, da bei dem Umweg über die Speicherung zusätzliche Kosten entstehen, aber kein zusätzlicher Gewinn im Vergleich zur direkten Einspeisung des Stroms,[56] abgesehen von der Befreiung von bestimmten Gebühren.[57]

Liste der Anlagen in Deutschland[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ort Inbetriebnahme Leistung (kW) Betreiber Bemerkung
Stuttgart 2009 25 IWES / ETOGAS Die weltweit erste Pilotanlage mit einer Leistung von 25 kW zur Produktion von Methan nach dem Power-to-Gas-Verfahren wurde im November 2009 in Stuttgart am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) unter Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) und des Unternehmens SolarFuel (heute ETOGAS GmbH) in Betrieb genommen.[58] Mit der Anlage wurde die grundsätzliche Machbarkeit des Verfahrens nachgewiesen; das CO2 wurde der Umgebungsluft entnommen. Die technische Grundlagenentwicklung wurde von den Forschungsinstituten ZSW (Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung, Stuttgart) und Fraunhofer IWES (Kassel) durchgeführt.[51]
Morbach 2011 25 juwi / ETOGAS Im März 2011 wurde die 25-kW-Power-to-Gas-Anlage von juwi und SolarFuel (heute ETOGAS) in der Energielandschaft Morbach im Hunsrück installiert und dort für einige Wochen getestet.[59] Dieser Test kombinierte eine Windgasanlage, einen Windpark und eine Biogasanlage.[60]
Bad Hersfeld 2012 25 IWES / ETOGAS Im Jahr 2012 wurde die 25-kW-Power-to-Gas-Anlage für mehrere Monate an einer Biogasanlage am Standort des Hessischen Biogas-Forschungszentrums betrieben. In dem Pilotversuch, den das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) und das Unternehmen SolarFuel (heute ETOGAS) gemeinsam mit den Ländern Hessen und Thüringen durchführten, wurde die direkte Umwandlung des im Biogas enthaltenen Kohlendioxids in Methan demonstriert.[61]
Stuttgart 2012 250 ZSW, IEWS, ETOGAS Im Oktober 2012 ging am ZSW in Stuttgart eine mit 250 kW Leistung zehnmal so große – zum Zeitpunkt die weltgrößte Power-to-Gas-Anlage – in Betrieb.[62] Die Anlage wurde im Rahmen eines vom BMU geförderten Projektes mit den Projektpartnern ZSW, IWES und SolarFuel (heute ETOGAS) im Technikum des ZSW als PtG-Versuchsanlage mit Elektrolyse (250 kW elektrische Anschlussleistung) und mehreren Methanisierungsvarianten aufgebaut.
Prenzlau 2012 500 Enertrag
Hauptartikel: Kraftwerk Prenzlau
Biogasanlage, Gastank und Windkraftanlage des Hybridkraftwerks Prenzlau von Enertrag

Das Unternehmen Enertrag betreibt eine Pilotanlage, ein im März 2012 in den Normalbetrieb gegangenes Hybridkraftwerk in der Uckermark nördlich von Prenzlau (Brandenburg), das Wasserstoff als Zwischenspeicher nutzt. Gespeist wird die Anlage, die im Oktober 2011 erstmals in Betrieb ging, von insgesamt drei Windturbinen mit je zwei Megawatt. Die Leistung des Elektrolyseurs beträgt 500 kW bei etwa 75 % Wirkungsgrad.[63] Der Energieversorger Greenpeace Energy bot seit dem 1. Oktober 2011 einen Windgas-Fördertarif an, der bei Lieferung von konventionellem Erdgas einen Förderbeitrag von 0,4 Euro-Cent pro Kilowattstunde für 5 Windgasanlagen enthält und von derzeit (2015) 10.000 Kunden subventioniert wird. Da Greenpeace Energy über keinen Elektrolyseur verfügt, unterzeichnete das Unternehmen im Januar 2012 einen Abnahmevertrag zum Bezug von Wasserstoff von der Firma Enertrag.[64] Nach anfänglichen Vertragsproblemen und Anlaufschwierigkeiten erfolgt seit dem 12. Dezember 2014 die Einspeisung von „Windgas“ in das Gasnetz durch die Enertrag-Pilotanlage in der Uckermark.[65] Planungen zur Errichtung einer eigenen Greenpeace-Anlage zur Erzeugung von Windgas wurden vom Aufsichtsrat Ende 2012 zunächst einstimmig abgelehnt.[66] Hintergrund seien die gegenwärtige Vollvergütung bzw. die EEG-Entschädigungszahlungen auch für nicht einspeisefähigen Wind-Spitzenlaststrom, was zumindest aus ökonomischer Sicht für Energieerzeuger keine Windgas-Anlagen zwingend nötig macht und dem Windgas-Konzept entgegen laufe. Doch plant Greenpeace Energy für 2015 den Bau einer eigenen Elektrolyseanlage.[67] Dieselbe Enertrag-Anlage dient auch der Total Deutschland GmbH als Lieferant einer Wind-Wasserstofftankstelle in der Heidestraße in Berlin-Mitte, die seit dem 18. April 2012 im Rahmen des Wasserstoffprojekts Clean Energy Partnership (CEP) zunächst 50 und bis Ende des Jahres 2012 laut Bundesverband Windenergie dann 100 Brennstoffzellen-Fahrzeuge mit Wasserstoff versorgen soll.[68] Weiterhin ist die Anlage auch Teil einer Kooperation zwischen Enertrag, TOTAL und der Vattenfall Europe Innovation GmbH zum Thema erneuerbare Energien.[69]

Werlte 2013 6000 Audi / ETOGAS Im Auftrag der Audi AG errichtete die ETOGAS GmbH in Werlte neben einer bestehenden Biogasanlage eine industrielle Pilotanlage zur Umwandlung von Ökostromüberschüssen in erneuerbares Erdgas, von Audi „e-gas“ genannt. Hierbei wird zur Methanisierung neben dem aus regenerativen Quellen gewonnen Wasserstoff auch regeneratives CO2 aus einer von MT-Biomethan gelieferten Biogasaufbereitungsanlage eingesetzt. Die Anlage mit einer elektrischen Anschlussleistung von 6 MW wird 1,4 Millionen Kubikmeter in Erdgas-Normqualität pro Jahr produzieren.[70] Die Anlage wurde am 25. Juni 2013 eingeweiht[71] und hat im Herbst 2013 ihren Probebetrieb abgeschlossen. Im Rahmen des e-Gas-Projekts von Audi produziert die Anlage erneuerbaren Kraftstoff für das erste CNG-Modell der Marke Audi, den Audi A3 Sportback g-tron.[72]
Schwandorf 2013 208 MicrobEnergy In Schwandorf/Oberpfalz hat das zur Viessmann Group gehörende Unternehmen MicrobEnergy GmbH im Februar 2013 eine Forschungsanlage in Betrieb genommen, bei der ein mikrobiologisches Verfahren zur Methanisierung des Wasserstoffs zum Einsatz kommt. Aus den im Elektrolyseur erzeugten 21,3 m³ Wasserstoff pro Stunde entstehen durchschnittlich 5,3 m³/h Methan.

Eine zweite MicrobEnergy-Anlage befindet sich seit Juli 2013 in Bau. Am Standort der Verbandskläranlage Schwandorf-Wackersdorf erzeugt ein Elektrolyseur 30 m³/h Wasserstoff, die in einem 1300 Kubikmeter fassenden Faulturm mikrobiologisch in 7,5 m³/h Methan umgewandelt werden. Projektpartner ist neben dem Zweckverband Verbandskläranlage Schwandorf die Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher (FENES) der Technischen Hochschule Regensburg.[73]

Falkenhagen 2013  ? E.ON In Falkenhagen in der brandenburgischen Prignitz hat der Energiekonzern E.ON im Juni 2013 erstmals im Testlauf einer Pilotanlage aus Windkraft erzeugten Wasserstoff ins Erdgasnetz eingespeist. Insgesamt wurden in dem eine Stunde dauernden Test rund 160 Kubikmeter Wasserstoff erzeugt und eingespeist. Damit hat E.ON die gesamte Prozesskette von der Stromaufnahme bis hin zur Einspeisung des Wasserstoffs zum ersten Mal mit Erfolg praktisch umgesetzt.

Ende August 2013 wurde die Pilotanlage in Betrieb genommen. Laut E.ON produziert die Anlage mittels Alkali-Elektrolyse rund 360 Normkubikmeter Wasserstoff pro Stunde.[74][75]

Werder 2013 1000 Wind-projekt

WIND-projekt errichtete im Windpark Werder/Kessin eine Elektrolyse-Anlage mit 1000 kW geplanter Leistung.[76][77]

Frankfurt am Main 2013  ? Thüga Am Standort Frankfurt am Main hat die Thüga-Gruppe am 26. November 2013 eine Power-to-Gas-Demonstrationsanlagen in Betrieb genommen.

[78][79] Über eine Protonen-Austausch-Membran (PEM) werden pro Stunde 60 m³ Wasserstoff erzeugt. Eine Besonderheit der Anlage ist die Einspeisung des Wasserstoffs in das lokale Erdgasverteilnetz.

Mainz 2015 3 x 1300 Stadtwerke Mainz Im Energiepark Mainz wurde im Juli 2015 ein Elektrolyseur mit einer Leistung von 6 MW in Betrieb genommen, die als die bis dato weltgrößte Power-to-Gas-Anlage gilt. Der produzierte Wasserstoff wird teilweise in das Gasnetz eingespeist und teilweise an Wasserstofftankstellen ausgeliefert.[80] Das Forschungsprojekt wurde unter anderem vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Beteiligt sind die Hochschule RheinMain sowie die Unternehmen Siemens, Linde und die Stadtwerke Mainz.[81][82]
Ibbenbüren 2015 150 RWE Der Energiekonzern RWE hat im August 2015 mit der Einspeisung von mittels Windstrom erzeugtem Wasserstoff in das regionale Gasnetz begonnen. Der Wasserstoff wird mittels PEM-Elektrolyse in einer Power-to-Gas-Anlage im Nordrheinwestfälischen Ibbenbüren gewonnen. Die Anlage hat eine Kapazität von 150 kW und eine Effizienz (Strom zu Wasserstoff) von 86 %.[83][84][85]
Haßfurt 2016? 1250 Greenpeace Energy / Städtischen Betrieben Haßfurt Greenpeace Energy baut derzeit in Haßfurt zusammen mit den örtlichen Stadtwerken einen 1,25MW-PEM-Elektrolyseur, der aus dem überschüssigen Strom des angrenzenden Bürgerwindparks bis zu 960.000 kWh Wasserstoff in das Gasnetz einspeisen soll.[86]
Lampoldshausen  ? 1000 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt 2016 begann das DLR am Institut für Raumfahrtantriebe mit der Errichtung einer Wasserstoff produzierenden Power-to-Gas-Anlage, die dazu dienen soll, diese Speichertechnik im industriellen Maßstab zu erforschen und weiter zu entwickeln. Neben einem PEM-Elektrolyseur mit einer Leistung von 1 MW wird auch ein Blockheizkraftwerk errichtet, das mit dem produzierten Wasserstoff betrieben werden kann. Dieses soll das Institut bei geringer Stromerzeugung aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen vollständig mit Strom und Wärme versorgen. Ein Teil des Wasserstoffs soll ebenfalls für die Forschung an Raketentriebwerken am Standort verwendet werden.[87]

Geplante Anlagen und weitere Projekte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Europäisches Forschungsprojekt HELMETH[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im April 2014 wurde das von der EU geförderte und vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierte[88] Forschungsprojekt HELMETH[89] (Integrated High-Temperature ELectrolysis and METHanation for Effective Power to Gas Conversion) gestartet.[90] Beteiligt sind neben dem KIT: Politecnico di Torino (POLITO), Sunfire GmbH, ERIC, EEI, Nationale Technische Universität Athen (NTUA) und der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW). Das Ziel des EU-Projekts ist, die Machbarkeit eines hocheffizienten Power-to-Gas-Prozesses mit thermischer Integration von Hochtemperaturelektrolyse (SOEC) und CO2-Methanisierung zu demonstrieren. Durch die thermische Integration von exothermer Methanisierung und Verdampfung für die Wasserdampfelektrolyse wird ein Wirkungsgrad von über 85 % erwartet (Brennwert des erzeugten Methans bezogen auf die eingesetzte elektrische Energie). Die Kopplung der Komponenten unter erhöhtem Druck ist für das Jahr 2016 in einer Demonstrationsanlage mit etwa 30 kW Leistung geplant.

Weitere Planungen für Power-to-Gas-Anlagen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weitere Anwenderin der Power-to-Gas-Technologie ist die sunfire GmbH.[91]

Laut Manager Magazin interessieren sich auch Enercon und einige Stadtwerke für die Power-to-Gas-Technologie. Als Argument dafür, dass sich inzwischen auch Gasversorger für die Technik interessieren, wird unter anderem der rückgängige Gasbedarf zum Heizen auf Grund verbesserter Isolierung von Gebäuden angeführt.[18]

Anlagen außerhalb Deutschlands[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Underground Sun Storage in Pilsbach, Österreich[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In Österreich wurde 2014 ein Forschungsprojekt in Angriff genommen, bei dem mittels Power-to-Gas-Technologie erzeugtes Methangas direkt in einen unterirdischen Porengasspeicher eingebracht werden soll. Abgeschlossen werden soll das Forschungsprojekt im Jahr 2016.[92]

Versorgung von Utsira in Norwegen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Utsira#Stromversorgung

Von 2004 bis 2008 wurden zehn Haushalte der norwegischen Insel Utsira von Windkraftanlagen sowie einem Speichersystem bestehend aus Elektrolyseur, Druckspeicher, Brennstoffzelle und Wasserstoffturbine mit Strom versorgt.[93]

Anlagen in Dänemark[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Universität Aarhus, das Elektrizitätswerk der Stadt Zürich (ewz), Erdgas Zürich sowie weitere dänische und deutsche Akteure engagieren sich für eine Demonstrationsanlage im dänischen Foulum.[94]

Derzeit (2016) entsteht in Hobro eine der modernsten Wasserstoffanlagen Europas, die bis 2017 fertiggestellt werden soll. Hier wird bei der Elektrolyse das „Proton Exchange-Membrane“-Verfahren verwendet. Die Anlage kann innerhalb von Sekunden angefahren werden. Am dänischen „HyBalance“-Projekt sind sechs verschiedene Unternehmen beteiligt (u. a. Air Liquide), die auf Power-to-Gas basierende Geschäftsmodelle entwickeln wollen.[95]

GRHYD-Demonstratonsprojekt in Dunkerque, Frankreich[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein unter anderem aus GDF Suez und Areva bestehendes Industriekonsortium plant in Dunkerque zum einen eine Tankstelle für einen Flüssigkraftstoff mit bis zu 20 % Wasserstoffanteil, zum anderen die Einspeisung von Wasserstoff in das Gasverteilnetz.[96]

Hybridwerk Aarmatt in Zuchwil, Schweiz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Regio Energie Solothurn plant in Zuchwil (Kanton Solothurn) ein „Hybridwerk“ in Betrieb zu nehmen, das Strom-, Gas- und Wärmenetze miteinander verbinden soll. Die erste Ausbaustufe dieses Hybridwerks, bestehend aus einer 6-MW-Gasheizzentrale mit zwei 5,5-MWh-Wärmespeichern, einem 0,7-MW-Blockheizkraftwerk, einem 300-kWel-Elektrolyseur und einem Wasserstoffspeicher, soll Ende 2014 [veraltet] in Betrieb genommen werden. In einer weiteren Ausbaustufe soll neben zwei weiteren größeren BHKWs und einem zusätzlichen Wärmespeicher auch eine Methanisierungsanlage und ein 300-kW-Druckluftspeicher in das Hybridwerk integriert werden.[97][98][99]

Pilot- und Demonstrationsanlage in Rapperswil, Schweiz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das IET Institut für Energietechnik an der HSR Hochschule für Technik Rapperswil hat am 15. Dezember 2014 die erste Power-to-Methane-Anlage in der Schweiz in Betrieb genommen. Die Pilot- und Demonstrationsanlage soll mit Sonnenenergie Methangas aus Wasser und CO2-Emissionen erzeugen. Sie wurde von der Firma ETOGAS geliefert und hat eine elektrische Leistung von 25 Kilowatt.[100]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Michael Sterner, Ingo Stadler Energiespeicher. Bedarf, Technologien, Integration, Berlin – Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-37379-4.
  • Michael Sterner: Bioenergy and renewable power methane in integrated 100 % renewable energy systems. Limiting global warming by transforming energy systems. Hrsg.: Jürgen Schmidt. kassel university press, Kassel 2009, ISBN 978-3-89958-798-2, 4. Renewable Power Methane – solution for renewable power integration and energy storage, S. 104–126 (Online als PDF; 17,7 MiB [abgerufen am 1. Dezember 2012] zugleich: Dissertation an der Universität Kassel 2009).
  • Gerda Gahleitner, Hydrogen from renewable electricity: An international review of power-to-gas pilot plants for stationary applications. In: International Journal of Hydrogen Energy 38, Issue 5, (2013), 2039–2061, doi:10.1016/j.ijhydene.2012.12.010.
  • Alberto Varone, Michele Ferrari, Power to liquid and power to gas: An option for the German Energiewende. In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 45, (2015), 207–218, doi:10.1016/j.rser.2015.01.049.
  • Manuel Götz, Jonathan Lefebvre, Friedemann Mörs, Amy McDaniel Koch, Frank Graf, Siegfried Bajohr, Rainer Reimert, Thomas Kolb, Renewable Power-to-Gas: A technological and economic review. In: Renewable Energy 85, (2016), 1371–1390, doi:10.1016/j.renene.2015.07.066.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Power-to-Gas – Sammlung von Bildern

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d e f Michael Sterner, Mareike Jentsch und Uwe Holzhammer: Energiewirtschaftliche und ökologische Bewertung eines Windgas-Angebotes (PDF; 2,1 MB). Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) Kassel, Feb. 2011.
  2. Alberto Varone, Michele Ferrari, Power to liquid and power to gas: An option for the German Energiewende. In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 45, (2015), 207–218, S. 209, doi:10.1016/j.rser.2015.01.049.
  3. a b Jensen u. a.: Large-scale electricity storage utilizing reversible solid oxide cells combined with underground storage of CO2 and CH4. In: Energy and Environmental Science (2015), doi:10.1039/c5ee01485a.
  4. Vgl. Peter D. Lund u. a., Review of energy system flexibility measures to enable high levels of variable renewable electricity. In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 45, (2015), 785–807, doi:10.1016/j.rser.2015.01.057.
  5. a b c Henning u. a., Phasen der Transformation des Energiesystems. In: Energiewirtschaftliche Tagesfragen 65, Heft 1/2, (2015), S. 10–13.
  6. a b Stefan Weitemeyer, David Kleinhans, Thomas Vogt, Carsten Agert, Integration of Renewable Energy Sources in future power systems: The role of storage. In: Renewable Energy 75, (2015), 14–20, doi:10.1016/j.renene.2014.09.028.
  7. Vgl. Volker Quaschning, Regenerative Energiesysteme. Technologie – Berechnung – Simulation. 8. aktualisierte Auflage. München 2013, S. 366.
  8. Weert Canzler, Andreas Knie: Schlaue Netze. Wie die Energie- und Verkehrswende gelingt. München 2013, S. 47.
  9. A. Moser, N. Rotering, W. Wellßow, H. Pluntke: Zusätzlicher Bedarf an Speichern frühestens 2020. Elektrotechnik & Informationstechnik 130, (2013) 75–80, S. 77–79. doi:10.1007/s00502-013-0136-2
  10. Vgl. Volker Quaschning, Regenerative Energiesysteme. Technologie – Berechnung – Simulation. 9. aktualisierte Auflage. München 2015, S. 393.
  11. Martin Kleimaier: Strom nutzen statt speichern. In: Energy 2.0. Nr. 1, 2013, S. 38–42 (Online als PDF, 1,38 MiB [abgerufen am 15. Juli 2013]).
  12. Wolfram Münch, Malte Robra, Lukas Volkmann, Philipp Riegebauer, Dieter Oesterwind: Hybride Wärmeerzeuger als Beitrag zur Systemintegration erneuerbarer Energien. In: Energiewirtschaftliche Tagesfragen. Band 62, Nr. 5, 2012, S. 44–48 (Online abrufbar [abgerufen am 15. Juli 2013]).
  13. Michael Sterner, Ingo Stadler: Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration. Berlin – Heidelberg 2014, S. 424f.
  14. Bundesnetzagentur – Definition Power to Gas. Abgerufen am 14. April 2012.
  15. Vgl. Matthias Heymann: Die Geschichte der Windenergienutzung 1890–1990. Frankfurt / New York 1995, S. 54.
  16. Matthias Heymann: Die Geschichte der Windenergienutzung 1890–1990. Frankfurt am Main / New York 1995, S. 64–66.
  17. dena – Strategieplatform Power to Gas. Abgerufen am 14. April 2012.
  18. a b c d Sarah Sommer: Lobby will Ökostrom im Gasnetz speichern. 26. März 2012, abgerufen am 21. April 2012.
  19. a b c Ulrich Eberle, Rittmar von Helmolt, Sustainable transportation based on electric vehicle concepts: a brief overview. In : Energy and Environmental Science 3, Issue 6, (2010), 689-699, doi:10.1039/C001674H.
  20. Michael Sterner, Ingo Stadler: Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration. Berlin – Heidelberg 2014, insb. S. 334.
  21. Gerda Gahleitner, Hydrogen from renewable electricity: An international review of power-to-gas pilot plants for stationary applications. In: International Journal of Hydrogen Energy 38, Issue 5, (2013), 2039–2061, 2048, doi:10.1016/j.ijhydene.2012.12.010.
  22. Michael Sterner, Ingo Stadler: Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration. Berlin – Heidelberg 2014, S. 423.
  23. a b c Michael Sterner: Bioenergy and renewable power methane in integrated 100 % renewable energy systems. Limiting global warming by transforming energy systems. Hrsg.: Jürgen Schmidt. kassel university press, Kassel 2009, ISBN 978-3-89958-798-2, 4. Renewable Power Methane – solution for renewable power integration and energy storage, S. 104–126 (Online als PDF; 17,7 MiB [abgerufen am 1. Dezember 2012] zugleich: Dissertation an der Universität Kassel 2009).
  24. Georg Fuchs, Benedikt Lunz, Matthias Leuthold, Uwe Sauer: Technology Overview on Electricity Storage. Overview on the potential and on the deployment perspectives of electricity storage technologies. Aachen Juni 2012, S. 36 (Online als PDF; 886 KiB [abgerufen am 9. September 2015]).
  25. „Power to Gas“ Demonstrationsanlage der Thüga-Gruppe. Website der DENA. Abgerufen am 24. Juli 2013.
  26. Michael Sterner, Ingo Stadler: Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration. Berlin – Heidelberg 2014, S. 420.
  27. Alexander Krajete pitches Bio Power Storage Cleantech Startup Greenthitan. Vortrag beim EcoSummit im März 2011 (englisch).
  28. VDI nachrichten Nr. 18: Technik & Finanzen. 6. Mai 2011.
  29. Sonne in den Tank. Wirtschaftswoche am 4. Mai 2011.
  30. Michael Siegert, Matthew D. Yates, Douglas F. Call, Xiuping Zhu, Alfred Spormann, Bruce E. Logan: Comparison of Nonprecious Metal Cathode Materials for Methane Production by Electromethanogenesis. In: ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 2, 2014, S. 910, doi:10.1021/sc400520x.
  31. Jörg S. Deutzmann, Merve Sahin, Alfred M. Spormann: Extracellular Enzymes Facilitate Electron Uptake in Biocorrosion and Bioelectrosynthesis. In: mBio. 6, 2015, S. e00496–e15, doi:10.1128/mBio.00496-15.
  32. Matthew D. Yates, Michael Siegert, Bruce E. Logan: Hydrogen evolution catalyzed by viable and non-viable cells on biocathodes. In: International Journal of Hydrogen Energy. 39, 2014, S. 16841, doi:10.1016/j.ijhydene.2014.08.015.
  33. Pascal F. Beese-Vasbender, Jan-Philipp Grote, Julia Garrelfs, Martin Stratmann, Karl J.J. Mayrhofer: Selective microbial electrosynthesis of methane by a pure culture of a marine lithoautotrophic archaeon. In: Bioelectrochemistry. 102, 2015, S. 50, doi:10.1016/j.bioelechem.2014.11.004.
  34. Michael Siegert, Matthew D. Yates, Alfred M. Spormann, Bruce E. Logan: Methanobacterium dominates biocathodic archaeal communities in methanogenic microbial electrolysis cells. In: ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 3(7), 2015, S. 1668, doi:10.1021/acssuschemeng.5b00367.
  35. Michael Siegert, Xiu-Fen Li, Matthew D. Yates, Bruce E. Logan: The presence of hydrogenotrophic methanogens in the inoculum improves methane gas production in microbial electrolysis cells. In: Frontiers in Microbiology. 5, 2015, doi:10.3389/fmicb.2014.00778.
  36. Kozo Sato, Hideo Kawaguchi, Hajime Kobayashi: Bio-electrochemical conversion of carbon dioxide to methane in geological storage reservoirs. In: Energy Conversion and Management. 66, 2013, S. 343, doi:10.1016/j.enconman.2012.12.008.
  37. Shaoan Cheng, Defeng Xing, Douglas F. Call, Bruce E. Logan: Direct Biological Conversion of Electrical Current into Methane by Electromethanogenesis. In: Environmental Science & Technology. 43, 2009, S. 3953, doi:10.1021/es803531g.
  38. Neues Power-to-Gas-Verfahren: Elektrolyse direkt in der Biogasanlage. Auf: scinexx.de. 20. September 2013.
  39. Ulrich Wernekinck: Gasmessung und Gasabrechnung. 3. Auflage. DVGW Praxiswissen, ISBN 3-8027-5617-7, S. 129.
  40. Dan Gao, Dongfang Jiang, Pei Liu, Zheng Li, Sangao Hu, Hong Xu: An integrated energy storage system based on hydrogen storage: Process configuration and case studies with wind power. In: Energy 66, (2014), 332–341, doi:10.1016/j.energy.2014.01.095.
  41. a b Ontras gegen zu viel Wasserstoff, vom 20. April 2012. Abgerufen am 21. April 2012.
  42. a b Prüfung der klimapolitischen Konsistenz und der Kosten von Methanisierungsstrategien. Ökoinstitut. Abgerufen am 27. Juli 2014.
  43. Jens Hüttenrauch, Gert Müller-Syring: Zumischung von Wasserstoff zum Erdgas. Nr. 10, 2010, S. 68–71 (Online als PDF, 176 KiB [abgerufen am 2. November 2013]).
  44. Transport von Wasserstoff (Quelle: TÜV Süd)
  45. Wasserstoff als Energieträger (Quelle: Air Liquide)
  46. Manfred Schulze: Wirkungsgrad Power-to-Gas ist konkurrenzfähig. In: Ingenieur.de, 9. März 2012, online: [1]
  47. 2. VDI-Fachkonferenz Stationäre Energiespeicher für Erneuerbare Energien, 20. und 21. Juni 2012, Karlsruhe, 6 Seiten. Abgerufen am 13. Juli 2013 (PDF; 162 kB).
  48. Michael Sterner, Ingo Stadler: Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration. Berlin – Heidelberg 2014, S. 729.
  49. Michael Sterner, Ingo Stadler: Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration. Berlin – Heidelberg 2014, S. 33.
  50. Robert Schlögl: Von der Natur lernen. Chemische CO2-Reduktion. In: Jochem Marotzke, Martin Stratmann (Hrsg.): Die Zukunft des Klimas. Neue Erkenntnisse, neue Herausforderungen. Ein Report der Max-Planck-Gesellschaft. Beck, München 2015, S. 167–182, S. 178.
  51. a b "Fraunhofer Presseinformation: Strom-Ergas-Speicher". Abgerufen am 27. März 2011.
  52. Michael Sterner, Ingo Stadler: Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration. Berlin – Heidelberg 2014, S. 424.
  53. Gregor Czisch: Storage Hydro Power in Europe. Rated Power, Storage Capacity and Annual Energy Production. Institut für Solare Energieversorgungstechnik (ISET), 2000, abgerufen am 24. Oktober 2011 (englisch/deutsch).
  54. http://www.powertogas.info/power-to-gas/interaktive-projektkarte.html
  55. Florian Valentin, Hartwig von Bredow: Power-to-Gas: Rechtlicher Rahmen für Wasserstoff und synthetisches Gas aus erneuerbaren Energien. In: Energiewirtschaftliche Tagesfragen. Band 61, Nr. 12, 2011, S. 99–105 (online [PDF; abgerufen am 11. März 2014]).
  56. PowerToGas.Info Anreize schaffen
  57. PowerToGas.Info Regulatorischer Rahmen
  58. Michael Sterner, Mareike Jentsch, Tobias Trost, Amany von Oehsen, Lukas Emele: Motivation zur Energiespeicherung und aktuelle Entwicklungen bei Power-to-Gas. In: DBI-GUT Power-to-Gas 2. Fachtagung. Berlin 13. September 2011 (Online als PDF; 4,6 MiB [abgerufen am 28. November 2012]).
  59. Trierer Volksfreund: Auf der Suche nach Speichern
  60. Erdgas aus Ökostrom: juwi und SolarFuel testen Verfahren zur Stromspeicherung. Abgerufen am 27. März 2011.
  61. http://www.iwes.fraunhofer.de/de/Presse-Medien/Pressemitteilungen/2013/power-to-gas-laeuft-auch-an-kleinen-biogasanlagen.html
  62. http://www.zsw-bw.de/infoportal/presseinformationen/presse-detail/weltweit-groesste-power-to-gas-anlage-zur-methan-erzeugung-geht-in-betrieb.html
  63. Starke Kombination aus Wind und Wasserstoff. VDI nachrichten, abgerufen am 3. Februar 2012.
  64. Greenpeace Energy liefert erstmals Windgas. Abgerufen am 14. April 2012.
  65. Gaskunden von Greenpeace Energy heizen und kochen ab sofort auch mit Wasserstoff, greenpeace-energy.de vom 12. Dezember 2014, abgerufen am 20. März 2015.
  66. Greenpeace Energy kippt Pläne für Windgas-Erzeugungsanlage, EUWID Neue Energien vom 3. Dezember 2012, abgerufen am 2. November 2013.
  67. Ernergy.aktuell, Nr. 27. Oktober 2013, S. 5.
  68. Erste Wind-Wasserstofftankstelle öffnet in Berlin, Bundesverband WindEnergie, vom 19. April 2012. Abgerufen am 21. April 2011.
  69. Enertrag Wind-Wasserstoff-Hybridkraftwerk. Abgerufen am 18. Januar 2011.
  70. Man nehme: Wasser, Strom und Kohlendioxid, „Erfolgsgeschichte“ der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart vom 14. Februar 2012.
  71. Erste industrielle Power-to-Gas-Anlage mit 6 MW eingeweiht, ETOGAS liefert weltweit größte Anlage zur Methan-Herstellung an die Audi AG, Presseinformation Werlte/Stuttgart, 25. Juni 2013, PDF 28 kB, 2 Seiten
  72. Audi e-gas – neuer Kraftstoff, Audi
  73. DVGW-Power-to-Gas-Atlas 2013. Abgerufen am 29. Januar 2014 (PDF; 60 kB).
  74. dena: Pilotanlage Falkenhagen
  75. E.ON nimmt „Power to Gas“-Pilotanlage im brandenburgischen Falkenhagen in Betrieb
  76. GreenTech made in Germany 3.0 Umwelttechnologie-Atlas für Deutschland, PDF, S.62 & 263 von 264 Seiten, 7.12 MB. In: BMUB. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Februar 2012, abgerufen am 22. Juli 2013 (PDF; 7,5 MB).
  77. Das Projekt RH2-WKA, abgerufen am 2. November 2013.
  78. Thüga-Gruppe: Bundesweit erste Einspeisung von Wasserstoff in Gasverteilnetz
  79. dena: Demonstrationsanlage Frankfurt am Main
  80. Weltgrößte Anlage: Startschuss für grünen Wasserstoff aus Mainz . In: IWR, 8. Juli 2015. Abgerufen am 8. Juli 2015.
  81. Energiepark Mainz. Abgerufen am 15. Juni 2013.
  82. Lob für Energieanlage im Wirtschaftspark. In: Allgemeine Zeitung Mainz, 8. Juni 2013. Abgerufen am 15. Juni 2013.
  83. RWE startet Power-to-Gas-Anlage in NRW. In: PV-Magazine, 18. August 2015. Abgerufen am 18. August 2015.
  84. http://www.powertogas.info/roadmap/pilotprojekte-im-ueberblick/rwe-demonstrationsanlage-ibbenbueren/
  85. http://www.wn.de/Muensterland/2083523-Power-to-Gas-Pilotanlage-in-Ibbenbueren-Oeko-Strom-fliesst-ins-Gasnetz
  86. https://www.greenpeace-energy.de/fileadmin/docs/energy-aktuell/energy.aktuell_Nr.32_Standard.pdf
  87. DLR baut Wasserstoffkraftwerk. In: Erneuerbare Energien. Das Magazin, 25. Juli 2016. Abgerufen am 25. Juli 2016.
  88. Engler-Bunte-Institut Bereich Verbrennungstechnik – Projekt HELMETH. Abgerufen am 31. Oktober 2014.
  89. Projekthomepage – HELMETH. Abgerufen am 31. Oktober 2014.
  90. Karlsruher Institut für Technologie – Presseinformation 044/2014. Abgerufen am 31. Oktober 2014.
  91. Power to Gas-Verfahren der sunfire GmbH. Abgerufen am 21. Dezember 2012.
  92. Einmaliges Forschungsprojekt zur unterirdischen Speicherung von Wind- und Sonnenenergie. Pressemitteilung der RAG vom 23. April 2014. Abgerufen am 18. Juni 2015.
  93. Utsira Wind Power and Hydrogen Plant (PDF)
  94. Wenn Erdgas-Autos Windstrom tanken. In: AEW on! Das Onlinemagazin der AEW Energie AG. Abgerufen am 15. Juli 2013.
  95. Klaus Decken: In Dänemark entsteht die größte Windgas-Anlage Europas. energyload.eu, 21. Mai 2016.
  96. G. D. F. Suez: The GRHYD demonstration project, abgerufen am 21. Juli 2013.
  97. Anita Niederhäusern: Regio Energie Solothurn: Strom- Gas und Wärmenetz verknüpfen, ee-news.ch vom 13. Mai 2013, abgerufen am 14. November 2013.
  98. Schema des Hybridwerks, abgerufen am 14. November 2013.
  99. Regio Energie: Hybridwerk Aarmatt in Zuchwil, YouTube-Video, abgerufen am 14. November 2013.
  100. HSR produziert Treibstoff aus Sonne, Wasser und CO2-Emissionen, Medienmitteilung der HSR Hochschule für Technik Rapperswil, 15. Dezember 2014.