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piqer: 1E9 Magazin
Mittwoch, 27.05.2020

Power to Gas: So könnten einzellige Urzeitwesen die Energiewende voranbringen

Eine grundlegende Schwierigkeit der Energiewende war von Anfang an klar: Sonnen- und Windkraft stehen nicht immer dann zur Verfügung, wenn wir sie gerade bräuchten. Und nicht immer, wenn die Sonne scheint und der Wind weht, können wir deren Energie gerade verwenden. Für dieses Problem gibt es aber eine Lösung: Wir brauchen Energiespeicher. Neben Batterien gilt die Power-to-Gas-Technologie dafür als möglicher Baustein des Energienetzes der Zukunft. Dabei wird Ökostrom eingesetzt, um etwa Erdgas zu gewinnen, das sich speichern lässt.

Wasserstoff lässt sich gewinnen, indem Wasser bei einer Elektrolyse mithilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird. Wird dabei erneuerbarer Strom genutzt, der sonst einfach ungenutzt verpuffen würde, lässt sich zumindest ein Teil seiner Energie im Wasserstoff speichern. Allerdings ist der schwer zu lagern und zu transportieren. Dieses Problem lässt sich lösen, indem er zusammen mit CO2 – wovon wir ohnehin zu viel in der Atmosphäre haben – zu Methan umgewandelt wird. Das Methan kann schließlich ins längst vorhandene Erdgasnetz eingespeist, über große Entfernungen geleitet und in Kavernen, also unterirdischen Lagerhöhlen, dauerhaft gespeichert werden.

Archaeen, die Wasserstoff und CO2 fressen

Das bayerische Start-up Electrochaea hat eine besondere Power-to-Gas-Technologie entwickelt: Um aus Wasserstoff, der mit grünem Strom gewonnen wurde, und Kohlendioxid, das aus Biogasanlagen, Brauereien oder der Industrie stammen kann, Methan herzustellen, setzt es nicht auf einen empfindlichen chemischen Katalysator wie die meisten Unternehmen. Stattdessen holt sich Electrochaea Unterstützung von den ältesten Lebewesen des Planeten: von Archaeen. Warum, das erklärt Doris Hafenbradl, die Technikchefin der Firma.

„Unsere speziellen Archaeen machen nichts anderes, als aus Wasserstoff und CO2 erneuerbares Methan herzustellen“, sagt Doris Hafenbradl im Gespräch mit 1E9. „Sie müssen das machen, denn so gewinnen sie ihre Energie.“

Praktischerweise haben die Archaeen, die in größeren Mengen wie ein grüner Smoothie aussehen, kein Problem mit unreinem CO2. Und auch nicht mit den notorischen Schwankungen der erneuerbaren Energien.

„Wenn wir sie füttern, dann machen sie Methan. Wenn wir sie nicht füttern, dann machen sie eben kein Methan. Sie warten dann einfach, bis wieder Wasserstoff und CO2 zugeführt werden.“
Power to Gas: So könnten einzellige Urzeitwesen die Energiewende voranbringen
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Kommentare 8
  1. Andreas P.
    Andreas P. · vor 2 Monaten

    Leider steht nirgendwo, welche Menge Bakterien welche Menge Methan produzieren.

    Am wichtigsten finde ich das Zitat: In Deutschland können wir derzeit keine Anlage bauen, weil der Strom, den wir brauchen – und der ja gespeichert werden soll – wahnsinnig teuer ist.” Sollte der Titel da nicht eher lauten: “ So werden einzellige Urzeitwesen von der Energiewende blockiert”.

    1. 1E9 Magazin
      1E9 Magazin · vor 2 Monaten

      Eine der Testanlagen des Start-ups hat einen Elektrolyseur mit einer Eingangskapazität von 1 Megawatt. Damit kann die Anlage, die mit ein paar tausend Litern der Archaeen gefüllt ist, pro Stunde 50 Normkubikmeter Methan gewinnen.

      Um eine Anlage zu starten, braucht es aber gar nicht die volle Menge. Es reichen wohl schon 500 bis 1000 Liter des Bio-Katalysators, sprich: der Mikroorganismen. Die vermehren sich in den ersten Tagen sehr stark, so dass sie dann in ausreichender Menge und Dichte vorhanden sind.

      Und: An der Gesetzgebung in Deutschland kann sich ja noch etwas ändern :)

    2. Andreas P.
      Andreas P. · vor 2 Monaten · bearbeitet vor 2 Monaten

      @1E9 Magazin Wieviel Volumen grüne Soße schaffen die 50 Normkubikmeter? Ich vermute dass die ganze Technologie sehr ineffizient ist und, wie leider vieles nur gut klingt und das Geschäftsmodell im Wesentlichen darauf zielt, dass sich Politiker mit Steuerzahlergeld einen weiteren grünen Sticker ans Rever heften können.

    3. 1E9 Magazin
      1E9 Magazin · vor 2 Monaten

      @Andreas P. Wie gesagt, du musst etwa 1000 Liter vorher "gezüchtet" haben, die füllst du dann in die Anlage und sie vermehren sich in wenigen Tagen so, dass der Tank voll ist. Musst dann auch keine "grüne Soße" mehr nachfüllen über die Jahre, da sich die Archaeen selbst regenerieren. Die sind also sehr effizient und pflegeleicht...
      Ziel des Start-ups ist eine kommerzielle Anwendung, die sich auch rechnet. Anfangs muss das erneuerbare Methan aber mit dem fossilen Methan (dessen Klimafolgen im Zweifel die Steuerzahler dieser Welt begleichen müssen), das wahnsinnig günstig ist, konkurrieren. Das ist schwierig. Solar- und Windkraft, und früher auch Atomkraft haben auch einen Anschub durch den Staat gebraucht, um im Preis zu sinken.

    4. Andreas P.
      Andreas P. · vor 2 Monaten

      @1E9 Magazin Das ich mit 1000 Liter anfangen kann und irgendwann 50 Normkubikmeter Methan habe erlaubt es nicht die Effizienz und die Größe der Anlage im Verhältnis zum Output auch nur annähernd abzuschätzen. Die minimal Informationen wären: Wie hoch ist die Menge grüne Soße im Betrieb für einen Kubikmeter Methan pro Zeiteinheit? Und welche Energie brauche ich (am besten umgerechnet in den Energiegehalt eines Normkubikmeters Methan) um H2 zu spalten und die Anlage zu betreiben (65 Grad anaerob, wenn ich es richtig verstehe).

    5. 1E9 Magazin
      1E9 Magazin · vor 2 Monaten

      @Andreas P. Wie im Artikel beschrieben lassen sich mit modernen Power-to-Gas-Anlagen bis zu 80 Prozent der Energie "speichern", das heißt: In Methan, das mit einer Kilowattstunde Ökostrom hergestellt wurde, würde dann ein Brennwert von 0,8 Kilowattstunden stecken.

      Dieses Start-up hat drei Testanlagen, die unterschiedlich alt sind. Basierend auf der neuesten Anlage in der Schweiz haben wir aber erfahren, dass die fast 80 Prozent Wirkungsgrad machbar sind.

  2. Christoph Weigel
    Christoph Weigel · vor 2 Monaten

    alles fein, aber bitte nicht mit "urzeitlich" betiteln. wir versuchen in der mikrobiologie seit ~40 jahren, die ursprünglich tatsächlich bewußt so gewählte benennung der kleinen biester loszuwerden, bzw. die assoziation mit "urzeitlich". es gibt seit jahren keine ernstzunehmende stimme, die die archaea für ~irgendwie urzeitlicher hält als feld-, wald- & wiesenbakterien. aber es kling natürlich immer schön spannend...

    1. 1E9 Magazin
      1E9 Magazin · vor 2 Monaten

      ...und ein bisschen Spannung können die armen Archaeen doch vertragen. Bakterien kennt jeder, aber wer hat von Archaeen schon gehört, obwohl es sie schon so lange gibt?

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