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Was machen mit überschüssiger Windkraft? Künstliches Erdgas!

Wissenschaftsgeschichte, Wissenschaftstheorie bzw. -philosophie, Technik
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Was machen mit überschüssiger Windkraft? Künstliches Erdgas!

Beitrag von Stephen » 10. Jun 2016, 19:28

Der Autohersteller Audi betreibt im Emsland eine Windgasanlage für Forschungszwecke. Sollte es gelingen, überschüssigen Strom von Solarparks oder Windrädern als (künstliches) Erdgas zu speichern, wären zwei zentrale Probleme der Energiewende gelöst.

Die Vorgehensweise sieht so aus: Mit Windkraft produzierter Strom fließt in einen mit Wasser gefüllten Tank. Durch Elektrolyse spalten sich die Wassermoleküle in ihre Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff. In einer Methanisierungsanlage wird dem abgeführten Wasserstoff Kohlendioxid zugeführt. Die Gase reagieren und es entsteht neben Wasser Methan. Dieses künstliche Erdgas dient dann als Treibstoff für Autos.
Quelle: P.M. 07/2016, Seite 45

Klingt vielversprechend, oder?

Gruß
Steffen
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Re: Was machen mit überschüssiger Windkraft? Künstliches Erdgas!

Beitrag von seeker » 11. Jun 2016, 00:08

Solche Ideen sind nicht neu, das geht alles und wenn man genügend Energie hat, kann man praktisch alles damit machen, auch künstliches Erdöl, etc.
Ob das aber sinnvoll ist, hängt hauptsächlich vom Wirkungsgrad ab und vom Gesamtkonzept und von den verfügbaren Alternativen.
Wenn man aus Strom etwas anderes macht, dann verliert man jedesmal Energie. Ein kurzes Nachschauen im Internet hat mir folgende geschätzte Wirkungsgrade geliefert:

75% Wirkungsgrad bei der Wasserstoffherstellung aus Strom und 65% bei Methan.
http://www.welt.de/dieweltbewegen/artic ... chern.html

(Das benötigte CO2 zur Methanherstellung kann man dabei natürlich nicht direkt aus der Luft holen, denn dazu ist der CO2-Gehalt dort viel zu gering, eine solche Methanherstellung hätte dann schätzungsweise nur noch einen Wirkungsgrad von < 10%. Das benötigte CO2 muss man daher aus konzentrierter Quelle besorgen: Aus den Abgasen von Verbrennungskraftwerken <-> Wenn man alle Kohle- und Gaskraftwerke abschaffen würde, würde auch diese CO2-Quelle versiegen. Es geht also nur, so lange es die noch gibt.)

Aber 75% bzw. 65%... das ist zunächt einmal gar nicht so schlecht...
Wichtig dabei ist, was man mit den genannten Gasen dann macht, denn wenn man diese dann anschließend nur wieder verstromen würde (Gaskraftwerk), würde man nochmals erhebliche Mengen an Energie verlieren. Eine solche Stromerzeugung hat einen Wirkungsgrad von höchstens 40%, wenn man die Abwärme nutzen kann und mit einrechnet vielleicht 60%.

Wenn man das also z.B. so machen würde...

temporär überschüssiger Strom aus Wind -> (1.) Wasserstoffherstellung -> (2.) Stromherstellung mit H2-Gasturbine (wenn man ihn braucht)

...ergäbe das folgende Rechnung:

Gesamtwirkungsgrad = 1. x 2. = 0,75 x 0,40 = 0,3 = 30%

...wohlgemerkt an der Stromanschlussleitung des Kraftwerks an das Stromnetz. Durch die Einspeisung, Transformierung, den Transport, etc. durch das Stromnetz kommen weitere Verluste hinzu (das ist allerdings immer so).
Nicht so dölle...

Aber wenn der Strom ja eh umsonst ist und wenn man mit dem Gas heizt oder Auto fährt, statt wieder Strom zu erzeugen und wenn man dafür das eh vorhandene Gasnetz nutzt?
Ja, dann kann sich das rechnen! Keine schlechte Idee!

Allerdings macht es die CO2-Bilanz wieder eingermaßen kaputt, falls man mit Methan hantiert: Das CO2, das man den Verbrennungs-Kraftwerksabgasen entzogen hat, wird dann an dieser Stelle wieder freigesetzt.
Und: Es gibt es so etwas wie Strom, "der umsonst ist", nicht wirklich.
Auch Solarzellen und Windräder kosten etwas, Energie und Rohstoffe bei der Herstellung, beim Landschaftsverbrauch, im laufenden Betrieb (Wartung, Instandhaltung, Wiederbeschaffung, und wenn sie mehr laufen, nutzen sie sich auch schneller ab), usw.

Deshalb muss man immer das Gesamtkonzept betrachten und es mit anderen Konzepten vergleichen, wenn man wissen möchte, was denn nun wo und wann und unter welchen Umständen am besten ist. Manchmal kann es auch besser sein mit überzähligem Strom Wasser in Pumpspeicherwerken hochzupumpen oder den Strom durch bessere Stromnetze europaweit intelligenter zu verteilen, usw..

"Die Lösung all unserer Probleme" ist die Wasserstoff- oder Kohlenwasserstoffherstellung aus grünem Strom sicher nicht.
Aber es kann ein weiterer Baustein sein, der uns weiterhilft. Interessant ist das Konzept.

Grüße
seeker
Grüße
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Re: Was machen mit überschüssiger Windkraft? Künstliches Erdgas!

Beitrag von Stephen » 11. Jun 2016, 11:24

seeker hat geschrieben:Solche Ideen sind nicht neu[...]
Also ich hatte davon noch nichts gehört. Außerdem war die Zeitung ja brandneu und es wurde von einer "Versuchsanlage" gesprochen. Vielleicht geht es wirklich darum, den von dir angesprochenen niedrigen Wirkungsgrad zu erhöhen. Danke für die zusätzlichen interessanten Infos :well:
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