Eine nachhaltige Speicherlösung für ein erneuerbares Energiesystem der Zukunft1
Erneuerbare Energie saisonal, großvolumig speichern und ganzjährig verfügbar machen – das wird im Projekt „Underground Sun Conversion – Flexible Storage“ (kurz: „USC-FlexStore“) seit Dezember 2020 untersucht. Dabei soll eine saisonale und großvolumige Unwandlungs- und Speicherlösung für die volatilen erneuerbaren Energien bereitgestellt werden. Die Energiespeicherung erfolgt dabei in Untergrundspeichern in über 1000 Metern Tiefe in Form von gasförmigen Energieträgern.
Ziel des Projektes ist es, die von der RAG Austria AG patentierte „Underground Sun Conversion“ (USC) Technologie (Methanisierung von CO2 und grünem H2) weiterzuentwickeln und darauf basierende Dienstleistungen zu konzipieren. Dazu sind Feldversuche am bereits bestehenden Forschungsstandort der RAG in Pilsbach (Oberösterreich)2 geplant.
Gemeinsam mit der Schweizer Energiedienstleisterin Energie 360° und Projektpartnern aus der Forschung (Wiva, BOKU Wien, Empa, Universität Bern, OST) werden Know-how und spezifische Fähigkeiten im Rahmen dieses multidisziplinären und transnationalen Projekts gebündelt. Geforscht wird dabei an Lösungen für eine der größten Herausforderungen des Energiesystems der Zukunft: Wie können volatile erneuerbare Energieträger wie Wind und Sonne weiter ausgebaut und gleichzeitig die Versorgungssicherheit vor allem im Winter, wenn Möglichkeiten der erneuerbaren Energieerzeugung gering sind und die Nachfrage hoch ist, gewährleistet werden?
Untersucht werden die technologischen, (energie-)wirtschaftlichen und rechtlichen Anforderungen, für einen sektorübergreifenden Ansatz, der den derzeitig hohen Bedarf an Import und Nutzung fossiler Energie in der nachfragestarken Wintersaison reduziert.
Die intersaisonale Kapazität des entwickelten Speichersystems „USC-FlexStore“ soll zur marktfähigen Dienstleistung entwickelt werden. Der Vorteil im Vergleich zu komplementären Speicherdiensten in Pumpspeicherkraftwerken oder Batterien liegt in der um ein Vielfaches höheren Kapazität. Erst dadurch wird inter-saisonale Energiespeicherung möglich.
Das internationale Forschungsprojekt „USC-FlexStore“ wurde bereits im Sommer seitens der europäischen ERA-Net zur Förderung empfohlen. In weiterer Folge konnte zwischen den Partnern ein transnationaler Konsortialvertrag sowie regionale Förderverträge mit den jeweiligen Landesförderstellen – in der Schweiz das Bundesamt für Energie – BFE, und in Österreich die Forschungsförderungsgesellschaft – FFG im Auftrag von Klimaschutzministerium (BMK) und Klima- und Energiefonds – abgeschlossen werden. Das Projekt startete mit Dezember 2020 und die Laufzeit beträgt zweieinhalb Jahre.
Projektinformationen
Bei „Underground Sun Conversion“ sollen mit erneuerbaren Energien hergestellter Wasserstoff (H2) und Kohlendioxid (CO2) in einen porösen unterirdischen Gasspeicher (ausgeförderte Erdgaslagerstätte) eingebracht werden. Dort findet nachgewiesener Maßen eine natürliche mikrobielle Methanisierung statt, das heißt eine biologische Umwandlung von CO2 und H2 zu Methan (CH4), der Hauptkomponente von Erdgas. Diese auf klimaneutralem Gas basierende Speichertechnologie soll die saisonale und großvolumige Speicherung von Energie ermöglichen und damit nicht nur zur Stabilität der europäischen Energienetze und ihrer Energieversorgung beitragen. Das ist auch eine Voraussetzung für einen höheren Anteil erneuerbarer (gasförmiger) Energien am europäischen Energiemix.
Darüber hinaus soll das Projekt eine erste Abschätzung des Potenzials für die geologische Speicherung von Energie in der Schweiz unter Anwendung des „USC-FlexStore“-Ansatzes liefern. Dieses Vorgehen dient als Blaupause für eine künftige Ausweitung auf andere Regionen der Welt und damit als Modell für die Internationalisierung des Konzepts.
Im Einklang mit europäischen Initiativen, die Sektorkopplung und Integration der Strom- und Gasnetze zur Stabilisierung und Flexibilisierung des Energiesystems forcieren, soll das „USC-FlexStore“ Projekt zum Gesamtziel des strategischen Energietechnologieplans sowie der ETIP SNET (European Technology and Innovation Platform – Smart Networks for the Energy Transition) beitragen.
Dieses marktwirtschafliche Projekt löst das Problem der Klimakrise insbesonders dann nicht, wenn es steuerfinanziert werden soll.
Erforderlich ist die direkte Speicherung grünen Wasserstoffs, dafür sind ausreichend Speicher vorhanden.
Für bei Umwandlung aus und in Elektroenergie entstehende Abwärme gibt es einfachere Speichermöglichkeiten zu deren Nutzung.
Drei Einwände:
Die technologische Frage der unterirdischen Methanisierung hat nichts mit der Finanzierung zu tun. Direkte Wasserstoffspeicherung ist wegen des viel geringeren Diffusionswiderstandes von H2 komplizierter und verlustreicher als die von Methan – was insbesondere bei der im Projekt angestrebten Langzeitspeicherung zum Tragen kommt. Bei den Projekt geht es überhaupt nicht um (Ab-) Wärmespeicherung.
Die wirklich interessante Frage ist, wie hoch die Methanisierungsgeschwindigkeit sein wird. Dass in geologischen Zeiträumen „nachgewiesener Maßen eine natürliche mikrobielle Methanisierung“ stattfindet, heißt schließlich noch lange nicht, dass das Verfahren technologisch nutzbar ist.