„nachhaltige technologien 4|2018“

stoff mit einer Kohlenstoffquelle wie Kohlendioxid in spezifischen Methanisierungsverfahren zu Methan umgewandelt werden. Durch die Einspeisung und Zwischenspeicherung der erzeugten Energieträger Wasserstoff und/oder aus Wasserstoff hergestell- tem synthetischen Methan in die bestehende Erd- gasinfrastruktur können Schwankungen erneuerba- rer Stromerzeuger ausgeglichen werden, ohne dass die Produktion der erneuerbaren elektrischen Ener- gie reduziert werden muss, auch wenn Strom aus Wind oder Sonne als Überschussstrom zur Verfügung stehen. Durch die Speicherung und Nutzung der zu- sätzlich erzeugten Energiemengen wird im Gesamt- system eine höhere Ressourceneffizienz erzielt. Die Produktion, Speicherung und Nutzung von wasser- stoffbasierten Energieträgern ermöglicht somit nicht nur im Strom- sondern auch im Transport- und In- dustriesektor einen höheren Anteil Erneuerbarer und trägt damit zur optimierten Nutzung europäischer Erzeugungsanlagen bei. Dabei ist die Produktion von synthetischem Methan zwar durch einen geringeren Wirkungsgrad gekennzeichnet, bietet aber auf der anderen Seite die uneingeschränkte Nutzung der be- stehenden Erdgasinfrastruktur, eine lückenlos ver- fügbare Technologiereife und Marktverfügbarkeit al- ler systemrelevanten Komponenten vom Speicher bis zum Endverbraucher. Damit lassen sich insbesondere auch kurzfristig bereits signifikante Effekte erzielen. Die folgende Abbildung zeigt die Vorteile eines auf Wasserstoff und erneuerbarem Methan basierten Energiesystems in aller Kürze auf. Vorteile eines Wasserstoff- und auf (erneuerbarem) Gas basierten Energiesystems SNG … Synthetic natural gas Quelle: Energieinstitut an der JKU Linz Versorgung aller Segmente durch erneuerbare Energieträger Wasserstoff aus erneuerbaren Ressourcen kann als eine Schlüsselkomponente für den Ausbau der er- neuerbaren Energieerzeugung zur Erreichung der Klimaziele und zur Verringerung der Abhängigkeit fossiler Energien definiert werden. Der erneuerbare Wasserstoff und die daraus produzierten erneuerba- ren Kohlenwasserstoffe wie Methan können in allen Energiesegmenten genutzt werden: Grüne Mobilität Die derzeitigen Antriebskonzepte - sowohl beim Gütertransport auf der Straße als auch im Indivi- dualverkehr - basieren auf fossilen Rohstoffen. Die zukünftigen politischen Rahmenbedingungen las- sen aber darauf schließen, dass es zu gravierenden Änderungen beim Einsatz der Energieträger kom- men wird. Strom aus erneuerbaren Energiequellen, der in Zukunft stark an Bedeutung gewinnen wird, weist bei Elektromobilen einen hohen Gesamtwir- kungsgrad (Power to Wheel) von ca. 80 % entlang der Prozesskette auf. Jedoch sind die Hürden einer flächendeckenden Einführung u. a. wegen der be- grenzten Reichweiten, der langen Betankungszeiten und des notwendigen Ausbaus des Stromnetzes und der Ladestrukturen gravierend. Der Einsatz von Was- serstoff oder Methan aus Power-to-Gas-Anlagen, wo diese Hürden in deutlich geringerem Maße auftre- ten, könnte trotz des geringeren Ge- samtwirkungsgrades von ca. 50 % die Umstellung der Mobilität in Richtung eines nachhaltigen Verkehrssystems mit geringen oder keinen Emissionen deutlich beschleunigen. Wasserstoff und auch synthetisches Methan auf Wasserstoff-Basis können in Verbren- nungskraftmaschinen und in Brenn- stoffzellen genutzt werden und weisen ein großes Potential zur Reduktion des Primärenergieeinsatzes, der Emission von Luftschadstoffen (z. B. NO x ) und auch von Treibhausgasemissionen auf. Beim Einsatz von Methan kann darü- ber hinaus auf eine bestehende Infra- struktur, sowohl was das Leitungsnetz als auch die Tankstellen betrifft, zu- rückgegriffen werden, was die höheren Kosten und den geringeren Wirkungs- grad gegenüber dem direkten Einsatz von Wasserstoff rechtfertigen kann. In der Vorzeigeregion WIVA P&G be- schäftigen sich mehrere Projekte mit zukunftsfähiger Mobilität basierend auf Wasserstoff, wobei bei der Einreichung 2018 die Projekte „HyTruck“ und „UpHy“ genehmigt wurden. Sektorkopplung von Strom- und Gasnetz Reduktion von Treib- hausgas- und Luft- schadstoffemissionen Wasserstoff und SNG (Power-to-Gas) Speicherung von großen Kapazitäten an elektri- scher Energie chemische Langzeit- speicherung von fluktu- ierender Energie Höherer Anteil Erneuerbarer im Energiesystem Alternative im Energietransport Produktion von neuen grünen Energieprodukten Längere Nutzung der vorhandenen Gasinfrastruktur Reduktion von Energieimporten - höhere heimische Wertschöpfung Carbon Capture and Utilization Dekarbonisierung von spezifischen industriellen Prozessen Höhere Ressourcen- und Primärenergie- effizienz Verbesserte Versorgungssicherheit Grüne Infra- struktur Grüne Industrie Grüne Mobiltiat Grüne Energie Lastmanagement des Stromnetzes 25 24 VORZEIGEREGION ENERGIE