Wie sinnvoll ist der Umstieg auf Gaskraftwerke und Wasserstofftechnologien?

Medien berichten:

"Der perfekte Speicher grüner Energie", urteilt Quaschning: Wasserstoff kann als Gas nämlich ins Erdgasnetz eingespeist werden und immer dann, wenn Flaute herrscht, zurück in Strom verwandelt werden. Noch sind solche "Power to Gas" genannte Verfahren in der Entwicklung, aber sie sind notwendig, wie Quaschning erläutert: "Mit fossilem Erdgas kann man keine Klimaneutralität erreichen".

Power to Gas ist das neue Zauberwort. Mit Stromüberschuss soll Wasserstoff (oder Methan) hergestellt werden, das Gaskraftwerke später wieder in Strom umwandeln. Medien berichten:

Energie kann nicht beliebig von einer Form in die andere gewandelt werden. Während sich elektrische, mechanische und kinetische Energie mit kleinen Verlusten problemlos ineinander verwandeln lassen, ist das bei Wärmeenergie nicht der Fall [...] Dieser fundamentale Zusammenhang wurde 1829 von dem Franzosen Sadi Carnot erkannt und etwa 30 Jahre später entdeckte man darin ein fundamentales Gesetz der Physik: Den sogenannten Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Dieses Naturgesetz beschränkt die Effizienz der Wandlung von Wärmeenergie in mechanische und elektrische Energie. [...] Während Elektrizität in beliebige andere Energieformen wandelbar ist, ist die Effizienz der Energiewandlung von Wärme in Elektrizität durch dieses fundamentale Naturgesetz begrenzt. [...] Schon in den siebziger Jahren ist der Gedanke vorgetragen worden, überschüssige [..] elektrische Energie durch Elektrolyse von normalem Wasser in Wasserstoffgas und damit in chemische Energie zu verwandeln und dieses Gas zu speichern, um bei Bedarf ein Wärmekraftwerk damit zu beheizen und so wieder in elektrische Energie zu verwandeln. Aus verschiedenen Gründen ist Wasserstoffgas nur mit großem Aufwand speicherbar. Deshalb wird der Elektrolyse als weiterer Prozessschritt die sogenannte Methanisierung hinzugefügt. Dabei wird durch Zufuhr von elektrischer Energie aus Kohlendioxid und Wasserstoffgas Methangas erzeugt, das im Erdgasnetz problemlos speicherbar ist. Beide Prozessschritte sind verlustbehaftet: Bei der elektrochemischen Erzeugung des Brenngases Methan gehen unter optimistischen Voraussetzungen mindestens 35% der ursprünglichen elektrischen Energie als Abwärme verloren.

Warum strebt man die Umsetzung einer Technologie (Power to Gas) an, wenn es physikalische Grenzen gibt, die unüberwindbar sind?

Wie zielführend ist die Kombination erneuerbare Energien + Gaskraftwerke?

Schule, Technik, Strom, Energie, Chemie, Politik, Klimawandel, Elektrolyse, Methan, Physik, Wasserstoff, Wirkungsgrad, Energiewende, Wirtschaft und Finanzen

Meistgelesene Fragen zum Thema Elektrolyse