6.8.7 Power-to-Gas
(PtG) Wasserstoff zu Brenngas,
Wasserstoff in der Gas‑Infrastruktur
en
Power-to-Gas
(PtG) Hydrogen to Gaz Fuel,
Hydrogen in the gas infrastructure
fr
Conversion d'électricité en gaz
(PtG) Hydrogène vers du gaz de combustion,
L'hydrogène dans l'infrastructure gazière
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Energie: Sekundär Power-to-Gas (PtG) Wasserstoff zu Brenngas Wasserstoff in der Gas-Infrastruktur |
Energy: Secondary Power-to-Gas (PtG) Hydrogen to Gaz Fuel and in the gas infrastructure |
Énergie: Secondaire Conversion d'électricité en gaz Hydrogè vers du gaz de combustion et dans l'infrastructure gazière |
- Verzeichnis │ Allgemein │ Text
⇧ de Verzeichnis en Contents fr Sommaire
- 2018
- en The Truth about Hydrogen: Fuel Cells or Batteries
- 2017
- de Technik-Mythos: Wasserstoff revolutioniert die Energieversorgung
- 2016
- de
Was ist und wie funktioniert Power-to-Gas?
- de
"Power to Gas" - Die Bedeutung speicherbarer Energieträger
für die Energiewende
- 2014
- de Zur Effizienz der Energiewandlung beim Power To Gas Verfahren
- 2012
- de Alternative Energie: Pack den Sturm in den Tank
- 2010
- de
Ulf Bossel: Wasserstoff löst keine Probleme
Energievernichtungskaskade der WasserstoffwirtschaftLangfristig wird Wasserstoff elektrolytisch mit Strom aus erneuerbaren Quellen erzeugt werden.
Da sich Strom über Leitungen sehr effizient verteilen lässt, kann Wasserstoff den Wettstreit mit seiner Ursprungsenergie nie gewinnen.
Aus physikalischen Gründen hat eine Wasserstoffwirtschaft keine Chance.
Man sollte sich auf eine 'Elektronenwirtschaft' einstellen.
⇧ de Allgemein en General fr Générale
-
Wikipedia
de Power-to-GasAls Power-to-Gas (kurz PtG oder P2G, deutsch etwa: "Elektrische Energie zu Gas") wird ein chemischer Prozess bezeichnet, in dem mittels Wasserelektrolyse mit teilweise nachgeschalteter Methanisierung unter Einsatz von Ökostrom ein Brenngas hergestellt wird.
Da es aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, wird das so erzeugte Synthesegas bisweilen auch als EE-Gas bezeichnet.
Je nach Art der eingesetzten erneuerbaren Energie wird das Gas auch Windgas, Solargas oder ähnlich genannt; je nach chemischer Zusammensetzung des Gases wird statt des Begriffes "Gas" auch "Methan" oder "Wasserstoff" verwendet.
Das so hergestellte Brenngas kann in das öffentliche Gasnetz eingespeist, in Kavernenspeichern zwischengespeichert oder im Verkehrswesen genutzt werden.
Daneben existieren auch Konzepte für integrierte Speicherkraftwerke auf Basis von reversiblen Brennstoffzellen, eine mittlerweile in den Markt eingeführte Technologie, die höhere Wirkungsgrade versprechen als die vorgenannten Verwendungszwecke.
en Power-to-gas
Power-to-gas (often abbreviated P2G) is a technology that converts electrical power to a gas fuel.
When using surplus power from wind generation, the concept is sometimes called windgas.
There are currently three methods in use; all use electricity to split water into hydrogen and oxygen by means of electrolysis.
-
In the first method, the resulting hydrogen is injected into the natural gas grid or is used in transport or industry.
-
The second method is to combine the hydrogen with carbon dioxide and convert the two gases to methane (see natural gas) using a methanation reaction such as the Sabatier reaction, or biological methanation resulting in an extra energy conversion loss of 8%.
The methane /SNG may then be fed into the natural gas grid or further converted in to LPG by synthesising SNG with partial reverse hydrogenation at high pressure and low temperature.
LPG in turn can be converted into alkylate which is a premium gasoline blending stock because it has exceptional antiknock properties and gives clean burning.
-
The third method uses the output gas of a wood gas generator or a biogas plant, after the biogas upgrader is mixed with the produced hydrogen from the electrolyzer, to upgrade the quality of the biogas.
fr Conversion d'électricité en gaz
La conversion d'électricité en gaz (en anglais : power to gas, P2G ou PtG) est un procédé de stockage et valorisation de l'électricité excédentaire (en cas de surproduction d'électricité lorsque celle-ci dépasse les capacités de flexibilité et de stockage du système électrique).
Il repose sur l'électrolyse d'eau par de l'électricité pour produire du dihydrogène,
et sur la réaction de méthanation pour produire du méthane (parfois dit Hithane) via la réaction de Sabatier avec le dioxyde de carbone.
-
- Wikipedia de Kraftstoff en Motor fuel fr Carburant
- Wikipedia de Gasförmige Kraftstoffe
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Énergie: Secondaire Conversion d'électricité en gaz Hydrogè vers du gaz de combustion et dans l'infrastructure gazière |
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Energie: Sekundär Wasserstoff (H) |
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Énergie: Secondaire Hydrogène (H) |
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Energie: Sekundär Methan (CH4) |
Energy: Secondary Methane (CH4) |
Énergie: Secondaire Méthane (CH4) |
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Klimawandel: Wissenschaft Methan (CH4) |
Climate change: Science Methane (CH4) |
Changement climatique: Science Méthane (CH4) |
| Methan-Konzentrationen | Methane Concentrations | Concentrations du méthane |
| Methan hat keinen Einfluss auf die Globale Erwärmung | Methane has no impact on Global Warming | Méthane n'a pas d'impact sur le réchauffement climatique |
⇧ de Text en Text fr Texte
⇧ 2018
↑ en The Truth about Hydrogen: Fuel Cells or Batteries
-
2018-07-27 en
The Truth about Hydrogen: Fuel Cells or Batteries
|
The Truth about Hydrogen: Fuel Cells or Batteries Energiespeicher / Stromspeicher Wasserstoff-Mobilität: Öko-Bilanz, Kraftstoff- & Ressourcenverbrauch |
⇧ 2017
↑ Technik-Mythos: Wasserstoff revolutioniert die Energieversorgung
-
Heise Online / Ralph Diermann
2017-03-01 de Technik-Mythos: Wasserstoff revolutioniert die EnergieversorgungWasserstoff gilt als grüner Energieträger, da er sich mit überschüssigem Ökostrom herstellen lässt.
Vor fünfzehn Jahren
Als der US-Bestsellerautor Jeremy Rifkin vor fünfzehn Jahren die "Wasserstoff-Revolution" ausrief, setzte er eine interessante Vision in die Welt:
Brennstoffzellen werden eines Tages die Macht der Energiekonzerne brechen.
In den kleinen Kraftpaketen reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser.
Dabei entstehen Strom und Wärme.
Brennstoffzellen, so die Hoffnung Rifkins, machen Haushalte und Unternehmen energieautark.
Und im Verkehr könnten sie das Speicherproblem der Elektroautos lösen:
Mit einer Tankfüllung Wasserstoff erzeugen Brennstoffzellen sauberen Strom für mehrere Hundert Kilometer Fahrstrecke.
Wasserstoff werde die "Tür in ein neues Energiezeitalter aufstoßen", schwärmte Rifkin.
Dabei geht jedoch sehr viel Energie verloren.
Wasserstoff als Antrieb
Toyota, Honda und Hyundai haben diese Tür nun einen kleinen Spalt geöffnet, indem sie erste Brennstoffzellenautos auf den Markt gebracht haben.
Zudem gründeten dreizehn Unternehmen Anfang des Jahres unter großer medialer Aufmerksamkeit ein Hydrogen Council, um die Technologie endlich marktreif zu machen.
Doch wo soll der Wasserstoff für Rifkins Revolution eigentlich herkommen?
Zwar ist er unter allen chemischen Elementen des Universums mit großem Abstand am häufigsten zu finden.
Er tritt jedoch kaum in reiner Form auf, sondern ist in der Regel an andere Elemente gebunden.
Genau das ist der Knackpunkt:
"Man muss große Mengen an Energie aufwenden, um Wasserstoff zu gewinnen",
sagt Ulf Bossel, einst Gründer der renommierten Konferenzreihe European Fuel Cell Forum und nun vehementer Kritiker der Wasserstoffwirtschaft.
Wasserstoff aus Erdgas
Heute wird Wasserstoff meist mithilfe einer sogenannten Dampfreformierung erzeugt.
Dabei hilft zugeführte Wärme dem Wasserstoff auf die Sprünge, sodass er sich aus Kohlenwasserstoffen, in der Regel Erdgas, herauslöst.
Ein durchaus bewährtes Verfahren - allerdings steht es wegen der nötigen Wärme und der Kohlenwasserstoffe als Ausgangsmaterial nicht gerade für den Aufbruch in ein neues, klimafreundliches Energiezeitalter.
Hoffnung ruht auf Elektrolyse
Die Hoffnungen vieler Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft ruhen daher auf der Elektrolyse:
Wasser wird quasi unter Strom gesetzt, um die Verbindung von Wasserstoff und Sauerstoff zu knacken.
Der Charme des Power-to-Gas-Konzeptes liegt darin, dass sich dafür überschüssiger Wind- und Solarstrom nutzen lässt.
Der so erzeugte Wasserstoff ist also kohlendioxidneutral.
Und obendrein wäre ein so dringend benötigter Stromspeicher für Windkraft und Photovoltaik gefunden.
Brennstoffzelle vs. Batteriespeicher
Im Verkehr sieht sich die Brennstoffzelle allerdings einem mächtigen Konkurrenten gegenüber: dem Batteriespeicher.
Denn im Vergleich hat der Wasserstoff gravierende Nachteile.
Sollen Brennstoffzellen-Fahrzeuge wirklich in großem Stil die Straßen erobern, setzt das eine neue Infrastruktur voraus, beginnend mit den Elektrolyseuren bis hin zu den Tankstellen.
Sein Elektroauto kann der Fahrer dagegen an jeder Steckdose mit Netzstrom laden.
Hinzu kommt ein zweites großes Manko:
Das Wasserstoffkonzept ist alles andere als effizient.
Laut einer Studie des Öko-Instituts aus dem Jahr 2013 liegt der Wirkungsgrad konventioneller Elektrolyseure bei lediglich 62 bis 70 Prozent.
Weitere Energie geht durch Speichern und Transport verloren.
Nach Berechnungen des Öko-Instituts sinkt der Wirkungsgrad um weitere zwanzig Prozentpunkte, wenn Lastwagen den Wasserstoff an die Tankstellen bringen.
Und auch die Brennstoffzelle selbst, die aus dem Wasserstoff wieder den erwünschten Strom gewinnt, frisst Energie.
Ihr Wirkungsgrad beträgt lediglich rund sechzig Prozent.
Über die gesamte Prozesskette betrachtet kommt also nur ein Viertel bis ein Drittel der Solar- oder Windenergie im Motor an.
Bei batteriebetriebenen Elektroautos sind es dagegen mehr als neunzig Prozent.
Es wären also gewaltige Mengen an Grünstrom nötig, um Rifkins Vision Wirklichkeit werden zu lassen.
⇧ 2016
↑ Was ist und wie funktioniert Power-to-Gas?
Was ist Power-to-Gas?
-
2016-10-07 de
Was ist Power-to-Gas?
Strom speicherfähig machen? Power-to-Gas machts möglich
Wie funktioniert Power-to-Gas
-
2016-10-07 de
Wie funktioniert Power-to-Gas
Wie kann Strom in Methangas umgewandelt werden?
↑ "Power to Gas" - Die Bedeutung speicherbarer Energieträger für die Energiewende
-
2016-03-16 de
"Power to Gas" - Die Bedeutung speicherbarer Energieträger
für die Energiewende
Wie lässt sich Strom aus Erneuerbaren Energien möglichst effizient speichern?
Welche technischen, strukturellen und ökonomischen Voraussetzungen müssen hierfür gegeben sein?
Darüber spricht Dr. Joachim Nitsch (DLR) im Rahmen unseres Seminars "Erneuerbare Energien".
Wir haben den Vortrag am 16.3.2016 aufgezeichnet.
⇧ 2014
↑ Zur Effizienz der Energiewandlung beim Power To Gas Verfahren
-
Vernunftkraft / Dr.-Ing Detlef Ahlborn
2014-07-04 de Zur Effizienz der Energiewandlung beim Power To Gas VerfahrenDas sogenannte Power-to-gas-Verfahren wird immer wieder als Lösung für das sich aus der Volatilität der Stromproduktion aus Windkraft und Photovoltaik ergebende Speicherproblem gehandelt.
Hier werden die technischen Hintergründe und die naturgesetzlich determinierten Grenzen dieses Verfahrens diskutiert.
Energiespeicherung mit "Windbenzin"
Leider ist die Vorratsenergieproduktion durch Wind und Sonne im großen Stil technisch bislang noch nicht möglich.
Die Forschung hierzu läuft hierzu jedoch auf Hochtouren.
Ein interessanter Ansatz ist die Erzeugung von Methanol als umweltfreundlicher Treibstoff für Verbrennungsmotoren.
Ausgangsstoffe hierfür wären CO2 und Wasserstoff.
Das Kohlendioxid ließe sich in Kohlekraftwerken abscheiden und der Wasserstoff könnte zum Beispiel mithilfe von überschüssigem Strom von Wind- oder Solarkraftanlagen erzeugt werden.
⇧ 2012
↑ Alternative Energie: Pack den Sturm in den Tank
-
Süddeutsche Zeitung
2012-07-30 de Alternative Energie: Pack den Sturm in den TankIntensiv arbeiten Wissenschaftler daran, aus Wasserstoff und Kohlendioxid Methanol herzustellen - als umweltfreundliche Alternative für Verbrennungsmotoren.
Ist "Windbenzin" der Treibstoff der Zukunft?
Methanol könnte einfach in der existierenden Infrastruktur von Tanks und Tankwagen gespeichert werden; die Flüssigkeit ist bereits ein Grundstoff der Chemieindustrie, aus dem zum Beispiel Formaldehyd erzeugt wird.
Mit ähnlichen Argumenten treiben seit einigen Jahren Entwickler die Hersteller von "Windgas" an, bei der aus überschüssigem Strom erst Wasserstoff und dann mit CO2 Methan gemacht wird, das sich wie Erdgas benutzen lässt.
Bei beiden Ansätzen geht viel Energie für die Umwandlungen und chemische Prozesse verloren.
Sie ergeben daher nur Sinn, wenn die Zutaten quasi kostenlos sind.
Das könnte der Fall sein, wenn die Windräder - oder auch Solarmodule - sonst abgeschaltet werden müssten, weil ihr Strom wegen eines Überangebots gerade nicht verbraucht werden kann und sogar die Stabilität des Stromnetzes gefährdet.
Und wenn CO2 als Abfallprodukt in der Zementherstellung, im Kohlemeiler oder idealerweise bei der Erzeugung von Biogas abfällt.
Windbenzin:
Methanol könnte einfach in der existierenden Infrastruktur von Tanks und Tankwagen gespeichert werden; die Flüssigkeit ist bereits ein Grundstoff der Chemieindustrie, aus dem zum Beispiel Formaldehyd erzeugt wird.
Vorteil: Ein mit Methanol betriebenes Auto bräuchte keinen Drucktank.
"Es ist flüssig und ungefährlich und kann bei normalen Bedingungen gelagert werden".Methanol dient bereits als Treibstoff etwa in amerikanischen Rennserien, weil es zwar eine geringere Energiedichte als Benzin hat, aber eine höhere Oktanzahl und es im Brandfall besser zu beherrschen ist.
Normale Autos müssten allerdings umgerüstet werden, um Methanol zu vertragen, das Kunststoffdichtungen angreifen kann.
Entsprechende Versuche in Kalifornien wurden trotz großen Erfolgs eingestellt.
In Europa darf Methanol nur in kleinen Mengen von bis zu drei Prozent dem Kraftstoff beigemischt sein.
Bis das Windbenzin aber wirklich eine Zapfsäule an der Tankstelle erobert, müsste die Erzeugung von Wasserstoff mithilfe überschüssigen Stroms noch entscheidend verbessert werden. "Die dafür nötige Elektrolyse funktioniert im Labor gut, ist aber großtechnisch schwierig zu beherrschen".
Windgas:
Mit ähnlichen Argumenten treiben seit einigen Jahren Entwickler die Herstellung von "Windgas" an, bei der aus überschüssigem Strom erst Wasserstoff und dann mit CO2 Methan gemacht wird, das sich wie Erdgas benutzen lässt.
Vorteil: Das Produkt kann in ein existierendes europaweites Netz eingespeist weden.
⇧ 2010
↑ Ulf Bossel: Wasserstoff löst keine Probleme
Energievernichtungskaskade der Wasserstoffwirtschaft
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Leibniz-Institut für interdisziplinäre Studien e.V. / Dr. Ulf Bossel
2010-12-16 de
Wasserstoff löst keine Probleme
Wasserstoff löst keine Energieprobleme
Befürworter einer Wasserstoffwirtschaft sprechen von nachhaltiger Energie, die aus vielen Quellen abgeleitet werden kann.
Diese Versprechungen sind kaum haltbar.
Wasserstoff ist lediglich ein Energieträger, dessen Herstellung, Verteilung und Nutzung enorm viel Energie verschlingt.
Selbst mit effizienten Brennstoffzellen ist nur ein Viertel des ursprünglichen Energieinputs zurück zu gewinnen.
Langfristig wird Wasserstoff elektrolytisch mit Strom aus erneuerbaren Quellen erzeugt werden.
Da sich Strom über Leitungen sehr effizient verteilen lässt, kann Wasserstoff den Wettstreit mit seiner Ursprungsenergie nie gewinnen.
Aus physikalischen Gründen hat eine Wasserstoffwirtschaft keine Chance.
Man sollte sich auf eine 'Elektronenwirtschaft' einstellen.