Underground Sun Conversion ist „Erdgeschichte im Zeitraffer“: Forscher haben herausgefunden, wie wir unterirdisch die Entstehung von Erdgas nachahmen und somit Jahrmillionen Zeit sparen, um unsere Speicher zu füllen. Das faszinierende Projekt der Rohöl-Aufsuchungs Aktiengesellschaft (RAG Austria) ist ein aktuelles Forschungsprogramm mit Zukunftspotenzial. Im oberösterreichischen Pilsbach wird nämlich untersucht, wie man in einer natürlichen Erdgaslagerstätte Strom in Erdgas umwandelt – und dort auch langfristig speichert. Anhand der Power-to-Gas Technologie wird der aus Wind- und Sonnenenergie gewonnene Strom in ein speicherbares Methan-Wasserstoffgemisch umgewandelt. Schaffen sie es, könnte die Technologie zukünftige Energieprobleme erheblich mindern.

Klimapolitische Herausforderung der Zukunft: Einsparung von CO2 Emissionen. Um dieses Ziel zu erreichen, wird immer mehr Strom aus erneuerbaren Energien gewonnen. Das Problem hierbei ist, dass Energie aus Wind- und Solarkraft zunächst nicht speicherbar ist. Dazu kommt, dass diese Energiequellen wetterbedingten Schwankungen unterliegen. Teilweise müssen beispielsweise Windräder abgeschaltet werden, wenn die Stromproduktion bei viel Wind die Nachfrage übersteigt. Auf der anderen Seite liefern Photovoltaikanlagen an sonnenarmen Tagen (Stichwort Dunkelflaute) nicht genug Strom. Dann müssen konventionelle Kraftwerke hinzugezogen werden, um den Strombedarf zu decken. Bei zunehmendem Ausbau der Stromgewinnung aus erneuerbaren Energien gewinnt die Frage der Energiespeicherung deswegen deutlich an Bedeutung. Kurzum: Erneuerbarer Strom braucht verlässliche saisonale Speicherlösungen.

Speicherlösung: Power-to-Gas

Die Power-to-Gas Technologie ist zentral für das Projekt. Hierbei wird Wasser über Elektrolyse aus überschüssigem Strom, gewonnen aus Wind- oder Sonnenenergie, in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Der Wasserstoff kann direkt anteilig in das Erdgasnetz eingespeist werden.

Eine Lösung für das „Speicherproblem der Erneuerbaren“ lieferte das Energieforschungsprogramm „Underground Sun Storage“. Unter Leitung der RAG Austria wurde vier Jahre lang getestet, ob und wie sich Erdgas unterirdisch speichern lassen kann – und das in seiner bereits natürlichen „Umgebung“, in Erdgasporenlagerstätten.

Die Untersuchung der Wasserstoffverträglichkeit der Untergrundgasspeicher ist dabei Hauptgegenstand des Projektes. Die Gasspeicher könnten so mit ihren enormen Speichervolumina (mehr als 8 Mrd. m3 der RAG Austria entsprechend 92.000 GWh in Österreich, in Deutschland sind es insgesamt sogar 23 Mrd. m3) im Energiesystem der Zukunft neu positioniert werden und als Ausgleichsspeicher für erneuerbare Energien dienen. Im Zuge des Leitprojektes wurde der Nachweis für die Verträglichkeit von Wasserstoffgehalten bis 10 Prozent angestrebt. In einem zweiten Schritt wird Kohlendioxid in Methan umgewandelt, hier knüpft das Folgeprojekt „Underground Sun Conversion“ an.

Das Ziel des Forschungsprojekts ist es, vorhandene (Poren)Erdgaslagerstätten als natürliche „Reaktoren“ zu nutzen. So finden sowohl der Methanisierungsprozess als auch die Speicherung auf natürlichem Weg in unterirdischen Porenlagerstätten statt.

Mitteregger, RAG Austria AG

Nach "Sun Storage" jetzt "Sun Conversion"

Über vier Jahre lang wurde getestet, wie sich Erdgas unterirdisch erzeugen lässt. Jetzt wird das vielversprechende Projekt fortgesetzt: „Underground Sun Conversion“.

In den Lagerstätten findet in 1.000 Metern Tiefe ein mikrobiologischer Prozess statt. Der Untertage-Gasspeicher fungiert quasi als Chemielabor für den Methanisierungsprozess. Dabei handelt es sich um eine Art Kopie des natürlichen Prozesses der Entstehung von Erdgas, abgekürzt um Millionen von Jahren: „Erdgeschichte im Zeitraffer“. 

Markus Mitteregger, Generaldirektor der RAG Austria: „Wir sind ganz überzeugt davon, dass der Energieträger Gas eine weiterhin wichtige Rolle im Energiemix spielen wird und spielen muss. Insbesondere als Gas auch erneuerbar ist. Unser Ziel muss daher sein, die Politik zu überzeugen, dass die Gasinfrastruktur unbedingt erhalten werden muss, dass erneuerbares ERDGAS anderen Erneuerbaren Energien gleich gestellt werden muss und Gas auch schon jetzt einen wichtigen Beitrag zur CO2-Reduktion ermöglicht.“

Kreislauf, Klimaschutz und Infrastruktur

Die Vorteile des umweltfreundlichen Verfahrens liegen auf der Hand. Einmal ist es möglich, einen geschlossenen Kohlenstoff-Kreislauf zu erzeugen und damit Klimaschutzziele zu erreichen. Ein Kreislauf entsteht, wenn vorhandes Kohlenstoffdioxid (aus beispielsweise Biomasseverbrennungen) genutzt und im Produktionsprozess eingebunden wird. Deutlich wird vor allem, dass das „Speicherproblem“ der Erneuerbare Energien durch die Umwandlung in erneuerbares ERDGAS gelöst werden kann. Denn die Stromgewinnung mittels Sonnen- und Windenergie unterliegt wetterbedingten Schwankungen. Nachfrageorientierte Produktion ist daher kaum möglich. Und zu guter Letzt: Die bereits vorhandene Gasinfrastruktur wird genutzt und ein umweltfreundlicher und sicherer Transport zum Endverbraucher ist garantiert. 

Gefördert wird das Projekt im Rahmen des Energieforschungsprogrammes des österreichischen Klima- und Energiefonds mit 4,9 Mio. Euro als Leitprojekt. Die Gesamtkosten des Projektes belaufen sich auf 8 Mio. Euro. Das österreichische Konsortium steht unter der Leitung der RAG. Projektpartner sind die Montanuniversität Leoben, die Universität für Bodenkultur Wien (Department IFA Tulln), die acib GmbH (Austrian Centre of Industrial Biotechnology), das Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz und die Axiom Angewandte Prozesstechnik GmbH. Das Forschungsprojekt soll bis Ende 2020 abgeschlossen werden. 

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