Power-to-Gas als Zukunftstechnologie

Unsere Energieversorgung steht vor grundlegenden Veränderungen. In erster Linie geht es darum, den CO2-Ausstoss zu minimieren und von fossilen und nuklearen Energieträgern zu erneuerbaren zu wechseln. Dabei ist auch die Automobilindustrie gefragt. Neben der Einführung von Fahrzeugen mit neuen Antriebssystemen ist auch die Bereitstellung entsprechender Treibstoffe zentral. An der Empa zeigten Vertreterinnen und Vertreter aus Politik, Industrie und Forschung, wie dies gehen könnte.

Im bis auf den letzten Platz besetzten Vortragssaal der Empa-Akademie sprachen am vergangenen Mittwoch Energiepolitiker, Vertreter der Automobil-, Energie- und Finanzbranche und Forschende über die Potentiale und Herausforderungen «synthetischer» Treibstoffe. Das sind Energieträger wie Wasserstoff oder Methan, die aus temporär überschüssigem Strom erzeugt werden, etwa im Sommerhalbjahr oder aus zeitweise im Strommarkt nicht mehr rentabler Wasserkraft. Im «Power-to-Gas»-Konzept wird der Strom im ersten Schritt via Elektrolyse von Wasser in Wasserstoff (H2) umgewandelt, der dann entweder direkt genutzt oder aber in einem zweiten Schritt katalytisch mit Kohlendioxid (CO2) in Methan (CH4) umgewandelt wird. Der Vorteil von Methan ist, dass Überschussstrom aus dem Sommerhalbjahr im vorhandenen Gasnetz über Monate gespeichert und so auch im Winter zum CO2-neutralen Betrieb von Gasfahrzeugen genutzt werden kann. Senkung der CO2-Emissionen – oder aber Sanktionen Eine grosse Herausforderung im Bereich erneuerbarer Energie ist dabei die Wirtschaftlichkeit. Erneuerbare Energie ist «per se» bereits teurer als fossile. Wird sie gespeichert, steigen die Kosten weiter – erst recht, wenn es sich dabei um eine langfristige, z.B. saisonale Speicherung handelt. Daher sind gut durchdachte Strategien gefragt, um «Power-to-Gas» wirtschaftlich zu machen. Oder wie es der Empa-Forscher Andreas Borgschulte ausdrückt: «Die Umwandlungen in synthetische Energieträger sind nicht nur ein Energie-, sondern vor allem auch ein Geldproblem». Das Schweizer CO2-Gesetz bietet die Basis für einen solchen Business Case, denn sie zwingt die Automobilbranche zu weit reichenden CO2-Reduktionsmassnahmen. Christian Bach von der Empa-Abteilung «Fahrzeugantriebssysteme» liefert Zahlen: «Das Nichteinhalten der Grenzwerte führt zu hohen Sanktionen für die Automobilhersteller, die alleine für das laufende Jahr auf 50 bis 80 Millionen Franken geschätzt werden.» Und das mit steigender Tendenz. Die Automobilindustrie hat nun die Wahl: Bezahlt sie jährlich hohe Bussen oder investiert sie in erneuerbare Energie? Was der Umwelt schlussendlich mehr nützt, ist dabei schnell klar. Klar ist aber auch, dass Investitionen in erneuerbare Energien nur dann erfolgen, wenn die Automobilhersteller die nachgewiesene CO2-Minderung im Rahmen der Flottenemissionsregelung anrechnen können – ein Bereich, in dem Politik und Verwaltung zurzeit arbeiten. «Wenn uns die CO2-Senkung wichtig ist, müssen wir über den Tellerrand schauen», so Reiner Mangold von der AUDI AG. Als Pionier im Bereich synthetischer Treibstoffe hat AUDI ein Gesamtkonzept für eine CO2-freie Mobilität entwickelt. Dieses beinhaltet verschiedene Antriebe und Treibstoffe. Als erstes Antriebskonzept in diesem Bereich setzt AUDI auf den Gasantrieb und hat in Zusammenarbeit mit Etogas eine grosse Power-to-Gas-Pilotanlage in Norddeutschland realisiert. Lebenszyklusanalysen zeigen, dass Gasfahrzeuge, die mit aus Windstrom erzeugtem Methan betrieben werden, vergleichbare CO2-Emissionen aufweisen wie mit Windstrom betriebene Elektrofahrzeuge. Pilotanlagen, die aus erneuerbarem Strom diesel- oder benzinähnliche Flüssigtreibstoffe herstellen, sind ebenfalls Teil der Strategie von AUDI. Grosses Potenzial – aber nicht ausgeschöpft Alle Technologien, um synthetische Treibstoffe herzustellen, basieren zunächst auf Wasserstoff. Deshalb sind Wasserstoff-Fahrzeuge von wachsendem Interesse. Insbesondere für Busse, Kommunalfahrzeuge, Nutzfahrzeuge im Verteilverkehr und grössere Personenwagen könnte Wasserstoff ein interessanter Treibstoff werden. Das Potential, bei Elektrolyse, Methanisierung und bei den Brennstoffzellen einerseits die Effizienz zu steigern und dabei gleichzeitig die Kosten zu senken, ist noch längst nicht ausgeschöpft. Das Paul Scherrer Institut (PSI) forscht in diesem Bereichen. In gemeinsamen Pilotanlagen entwickeln und untersuchen Empa- und PSI-Forschende die Technologien der Zukunft. Abschätzungen der Empa zeigen: Würde nur die Hälfte des prognostizierten überschüssigen Stroms als Treibstoff genutzt, liessen sich damit mehrere 100‘000 Fahrzeuge CO2-neutral betreiben. Könnte diese CO2-Reduktion im Rahmen der Flottenemissionsregelungen angerechnet werden, wäre dies sogar ohne Subventionierung oder sonstige Fördermassnahmen möglich.

Die Bilder können Sie hier herunterladen Stakeholder-Dialog zum Thema Erdgas-/Biogas-FahrzeugeErdgas-/Biogas-Fahrzeuge haben in den letzten zehn Jahren einen Wechsel von umgerüsteten Benzinfahrzeugen auf moderne, turboaufgeladene Verbrennungsmotoren erlebt. Aufgrund der hohen Klopffestigkeit von Methan weisen sie im Gasbetrieb teilweise gar höhere Leistungen auf als im Benzinbetrieb. Sie erreichen heute im Gasbetrieb Reichweiten von 400 bis 500 Kilometer und verfügen auch über einen Benzintank, der die Reichweite etwa für Ferienreisen nochmals deutlich erhöht. Die weltweit rund 18 Millionen Gasfahrzeuge und die 22‘000 Gastankstellen zeigen zudem, dass gegenüber Benzin- und Dieselfahrzeugen kein erhöhtes Sicherheitsrisiko besteht, obwohl die Fahrzeuge ausserhalb Europas zu einem grossen Teil auf relativ alten Umrüsttechnologien und die Tankstellen auf deutlich geringeren Sicherheitsstandards beruhen. Im Rahmen eines breit angelegten Stakeholder-Dialogs diskutierten und analysierten Vertreter aus Verbänden, Importeuren, Behörden und Forschungsinstituten an der Empa die Potentiale von Erdgas-/Biogas-Fahrzeugen im Zusammenhang mit der Schweizer Energiestrategie und der hiesigen CO2-Gesetzgebung. Die Ergebnisse sind in einem Bericht zusammenfasst.  Quelle Text und Bild: Empa  ^^^ Nach oben

Solarthermie nicht einseitig bevorzugen

Der Bundesrat möchte solarthermischen Energieerzeugungsanlagen keinen Wettbewerbsvorteil verschaffen. So ein Bericht, den das deutsche Solarportal photon.de zusammenfasst und der hierzulande erstaunlicherweise kaum auf Beachtung gestossen ist.

In dem Bericht des Schweizer Bundesrates werden unter dem Titel »Solarwärme und Photovoltaik – ein Technologievergleich« die technischen Aspekte, die bestehenden Anreizsysteme und das Marktumfeld für die Nutzung der Sonnenenergie mit thermischen und photovoltaischen Anlagen beschrieben. So hätten beide Technologien »ganz unterschiedliche Qualitäten und Anwendungsbereiche«. 

Welche Technologie im Einzelfall effizienter sei, hänge »letztlich davon ab, wie die Anlage in ein Gesamtsystem eingebunden wird und welche Nutzungsprofile insbesondere für die Wärme dahinter liegen«. Unterschiede zeigten sich bei den Fördersystemen. Während Photovoltaik vor allem über die kostendeckende Einspeisevergütung des Bundes gefördert werde, seien bei der Solarwärme vor allem die Kantone aktiv. Während der Ertrag von Photovoltaikanlagen in das allgemeine Stromnetz eingespeist werde, würde Solarthermie zur Wärmeerzeugung für den Eigenbedarf gefördert, wobei sich auch hier der Bund wiederum an den finanziellen Mitteln durch Globalbeiträge an den kantonalen Förderprogramme beteilige. 

Aufgrund der weltweiten Technologie- und Marktentwicklung verzeichne Photovoltaik stark sinkende Anlagekosten, während bei den solarthermischen Anlagen »auf der Kostenseite trotz Technologieförderung kaum Bewegung festzustellen« sei. Photovoltaikanlagen verfügten »nicht nur aus ökonomischer, sondern auch aus energetischer Sicht oftmals über eine bessere Effizienz«. Daher sei es »nicht gerechtfertigt, thermischen Solaranlagen Marktvorteile zu verschaffen, indem sie zur Grundvoraussetzung für die Förderung von Photovoltaikanlagen gemacht« würden. Dies widerspräche der bisherigen Strategie im Bereich der Gesetzgebung und der Förderung, Ziele und nicht Maßnahmen vorzugeben. »Letztlich würde damit nur der Ausbau der erneuerbaren Energien im Strombereich behindert werden, was den Zielen der Energiestrategie entgegenstehen würde«, so ein Fazit der Untersuchung. 

http://www.news.admin.ch
http://www.news.admin.ch/NSBSubscriber/message/attachments/38426.pdf
http://www.photon.info/newsletter/document/91547.pdf

Quelle: PHOTON / Bild © Dany3000 / Wikimedia Creative Commons CC-BY-SA

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Jetzt kommen die Hybrid-Module

Die Energieallianz Glarus-Linth plant mit Unterstützung der ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften auf dem Dach der Linth-Arena SGU in Näfels eine der grössten Solaranlagen der Region. Ein Teil der Anlage wird mit neuartigen Hybridmodulen ausgeführt, die sowohl Strom als auch Wärme erzeugen. Die hybride Solaranlage wird vom Bundesamt für Energie im Rahmen seines Pilot- und Demonstrationsprogramms unterstützt. 

 

Mit dem geplanten Konzept der ZHAW kann die Stromproduktion auf dem Dach erhöht und gleichzeitig der Strombedarf im Gebäude reduziert werden. In herkömmlichen Photovoltaik- (PV-) Modulen werden etwa 20 Prozent der eintreffenden Solarstrahlung in Strom umgewandelt, die restlichen 80 Prozent gehen vorwiegend in Form von Wärme verloren. Neuartige Hybridmodule können diese Wärme nutzen und werden dadurch weniger warm. Dank der Kühlung erreichen die Hybridmodule einen höheren Wirkungsgrad, können also mehr Strom produzieren als vergleichbare, herkömmliche PV-Module. 

 

ZHAW Wädenswil - Hybridmodule aufgebaut, ZHAW-Campus Grüental

Auf dem Dach des Sport- und Eventzentrums Linth-Arena SGU sollen demnächst 200 Hybridmodule nebst 700 herkömmlichen PV-Modulen installiert werden. Die insgesamt 900 Solarmodule weisen eine Gesamt­leistung von 240 Kilowatt auf. Der produzierte Strom wird fast vollständig im Gebäude der Linth-Arena verbraucht werden. Alternativ könnte man damit etwa 80 Haushalte mit Strom versorgen.

Die Wärme aus den Hybridmodulen wird den beiden Wärmepumpen der Linth-Arena zur Gebäude­beheizung und Warmwassererzeugung zugeführt. Dadurch kann der Wirkungsgrad der Wärmepumpen erhöht werden. „Durch diese Lösung produziert die Solaranlage mehr Strom; gleichzeitig senken wir den Stromverbrauch innerhalb des Gebäudes: Somit produzieren wir mehr und verbrauchen weniger“, erklärt Projektleiter Jürg Rohrer vom Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen der ZHAW Wädenswil das Konzept. Im fünf Jahre dauernden Demonstrationsprojekt gehe es nun darum, diese Effekte zu messen und zu optimieren, sowie den Energieertrag und die Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen zu prüfen. Das Konzept soll später auch an anderen Orten zum Einsatz kommen. In Kürze wird mit dem Bau der Anlage begonnen, sie soll bereits im Mai dieses Jahres eingeweiht werden. Besucher der Linth-Arena werden die Leistungen der Solaranlage an einem Bildschirm im Gebäude in Echtzeit mitverfolgen können. Das Projekt wird vom Bundesamt für Energie (BFE) im Rahmen seines Pilot- und Demonstrationsprogramms unterstützt.

Der Verein Energieallianz Glarus-Linth setzt sich für die regionale Produktion erneuerbarer Energien in der Region und für die regionale Wertschöpfung ein. Deshalb werden sowohl bei der PV-Anlage als auch beim Demonstrationsprojekt ausschliesslich Module und Unterkonstruktionen aus Schweizer Produktion eingesetzt, und der Bau der Anlage erfolgt durch regional ansässige Firmen. Die Wechsel­richter stammen aus Österreich.
Das Demonstrationsprojekt kann dank finanzieller Unterstützung des Bundesamtes für Energie (BFE), des Kantons Glarus, der Glarner Kantonalbank, der Meyer Burger AG und der Service 7000 AG realisiert werden. Die Photovoltaik-Anlage auf dem Dach der Linth-Arena wird durch die GlarnerSach finanziert. Dank der kostendeckenden Einspeisevergütung (KEV) wird die PV-Anlage rentabel sein.

 

Fachkontakt

Jürg Rohrer, Leiter Fachgruppe Solartechnik & Energieeffizienz, Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen, ZHAW, Wädenswil. Telefon 058 934 54 33; E-Mail: juerg.rohrer(at)zhaw.ch

Medienstelle ZHAW, Wädenswil

Cornelia Sidler, Media Relations, Departement Life Sciences und Facility Management, ZHAW, Wädenswil. Telefon 058 934 53 66, E-Mail cornelia.sidler(at)zhaw.ch

Quelle: ZHAW Wädenswil

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Grosser Sprung des Solarindex

Der Solaraktien-Index PPVX stieg letzte Woche um 4,3% auf 1.835 Punkte, der NYSE Arca Oil um 0,6%. Seit Jahresanfang 2015 liegt der PPVX mit +18,6% währungsbereinigt rund 8 Prozentpunkte vor dem Erdölaktienindex (+10,7%). Das PPVX-Spitzentrio 2015 bilden Hanergy Thin Film Power (+61%), First Solar (+34%) und SunPower(+26%). Die grössten Gewinner der Woche waren First Solar (+22%) und SunPower (+17%), die grössten Verlierer REC Silicon (-8%) und SolarCity (-5%). Der PPVX-Börsenwert beträgt rund 57,0 Mrd. Euro. Seit Anfang 2003 liegt der PPVX (+552%) rund 363 Prozentpunkte vor dem Erdölaktien-Index (mit +189%). 

Vergrössern mit Klick auf Tabelle !

Der Solaraktienindex PPVX erscheint zweiwöchentlich auf Solarmedia, in den Zwischenwochen auf Vorsorgemedia!

Quelle: Öko-Invest-Verlag, Wien, oeko-invest@teleweb.at

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Die Aargauer AEW geht solar

Die AEW Energie AG engagiert sich verstärkt im Bereich der erneuerbaren Energie. 2014 hat sie sechs neue Photovoltaik-Anlagen mit total 1 422 Kilowatt Spitzenleistung erstellt. Damit werden jährlich durchschnittlich 1,3 Mio. Kilowattstunden (kWh) Strom aus neuen erneuerbaren Energien produziert. Die AEW Energie AG hat rund CHF 2,2 Mio. investiert.  
 
 2014 hat die AEW Energie AG in Lenzburg, Mellingen, Oberkulm (im Bild), Sins und Villigen sechs neue Photovoltaik-Anlagen erstellt. Die installierten 5 525 Photovoltaik-Panels ergeben eine Fläche von 8 840 m2 oder 1,2 Fussballfelder. Mit der installierten Spitzenleistung von 1 422 Kilowatt werden jährlich durchschnittlich 1,3 Mio. kWh Strom aus neuen erneuerbaren Energien produziert. Dies entspricht dem durchschnittlichen Stromverbrauch von 280 Vierpersonen-Haushalten. Die AEW Energie AG hat rund CHF 2,2 Mio. investiert. Die sechs neuen Photovoltaik-Anlagen sind:

• SACAC Schleuderbetonwerk AG, Produktionshallen 1+3, Lenzburg 705 kWp
• AEW Energie AG, Regional-Center Lenzburg, Erweiterung auf Werkstatthalle 177 kWp
• Gisi Geflügelhof, Mellingen 146 kWp
• Neufeldturnhalle, Oberkulm 24 kWp
• Huwiler Geflügelmaststall, Sins 275 kWp
• Paul Scherrer Institut, Werkstattgebäude, Villigen 95 kWp
  

Gesamthaft betreibt die AEW Energie AG 13 Photovoltaik-Anlagen mit total 1 905 Kilowatt Spitzenleistung und einer jährlichen Durchschnitts-Stromproduktion von 1,693 Mio. kWh. Die AEW engagiert sich verstärkt im Bereich der erneuerbaren Energie und entwickelt ihr Portfolio mit Wasserkraft-, Windkraft- und Solaranlagen sowie Wärmeverbunden laufend weiter.  

Quelle: AEW

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EEG-Erfolg - leider bald zu Ende

Einer der wichtigsten Mitautoren des deutschen Fördergesetzes nutzt den Zeitpunkt, um seine Kritik an der aktuellen Politik zu erneuern. Der Grünen-Politiker Fell war neben dem bereits verstorbenen SPD-Kollegen Hermann Scheer einer der wichtigsten Motoren für die Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG), das sich dann zum Exportschlager entwickelte. Eine Würdigung des Solar-Portals pv-magazine.de.

Am 25. Februar 2000 – also vor 15 Jahren – verabschiedete der Bundestag das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Am Dienstag veröffentlichte die Bundesnetzagentur auf Geheiß der derzeitigen Bundesregierung die erste Ausschreibungsrunde für Photovoltaik-Freiflächenanlagen. Dies könnte man als Anfang vom Ende der Idee des EEG sehen. Die Bundesregierung will sich damit von der Idee des ursprünglichen Gesetzes verabschieden, erneuerbare Energien über Einspeisetarife zu fördern und eine Umstellung auf Ausschreibungen bis spätestens 2017 vollziehen. Dabei ist das EEG eine Erfolgsgeschichte, die der Politik nur selten gelingt.

Zum Jahresende 2014 schafften es die Erneuerbaren ihren Anteil an der Stromversorgung auf fast schon sensationelle 28 Prozent zu steigern. Vor allem der Ausbau von Photovoltaik und Windkraft an Land sind durch das EEG maßgeblich vorangetrieben worden. Die installierte Photovoltaik-Leistung lag zum Jahresende 2014 bereits bei mehr als 38 Gigawatt. Diese erzeugten im vergangenen Jahr bereits 35,2 Terawattstunden Solarstrom, was einem Anteil von 5,8 Prozent der Stromerzeugung insgesamt entspricht. Die Windkraftanlagen an Land erzeugten sogar 51,2 Terawattstunden. Alles Zahlen und Fakten, die Deutschland in Sachen Energiewende zu einem Vorreiter machen. Die aktuelle Politik droht die Erneuerbaren allerdings eher auszubremsen. Sie hat sich mit der EEG-Novelle im vergangenen Jahr im Wesentlichen von den Grundideen des EEGs verabschiedet.

Neben dem leider bereits verstorbenen SPD-Politiker Hermann Scheer gilt vor allem Hans-Josef Fell von den Grünen als einer der wichtigsten Autoren des EEG aus dem Jahr 2000. Sein Kommentar zum 15. Jahrestag kann daher kaum verwundern. „Während nun von China über Indien, Japan, USA bis hin nach Afrika und Südamerika die erneuerbaren Energien steil ausgebaut werden, haben CSU, CDU und SPD mit der letzten EEG-Novelle 2014 die erfolgreiche Ausbaudynamik der erneuerbaren Energien beendet – zum Schaden von Klimaschutz und Energieversorgungssicherheit. Der Siegeszug der erneuerbaren Energien geht weltweit weiter, doch Merkel, Gabriel und Seehofer verheddern sich in ihrer Unfähigkeit, die Energiewende zu managen und setzen damit endgültig die Technologieführerschaft Deutschlands in diesem großen Exportgeschäft der Zukunft aufs Spiel“, so die Einschätzung von Fell. Dabei sei das EEG zum „weltweit erfolgreichsten politischen Exportschlager“ geworden. Fast 100 Länder weltweit hätten das Gesetz kopiert und damit den Siegeszug der Erneuerbaren erst ermöglicht.

Quelle: pv-magazine / Bild: Freiflächenanlage von Belectric

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