Man kann es drehen und wenden wie man will, das Ergebnis bleibt das gleiche: Kohle und Atomkraft haben keine Zukunft mehr! Umwelt- und Klimaschutzdebatten haben in den letzten Jahren extrem zugenommen und erneuerbare Energien haben längst in unser Energiesystem Einzug gehalten. Doch damit ist die Energiewende längst nicht vollzogen. Vielmehr kommt es jetzt darauf an, geeignete Alternativen zu finden, die den Bedarf an Energie decken können, wenn die volatilen erneuerbaren Energien mal nicht zur Verfügung stehen. Hierzu bedarf es an Energiespeichern und flexiblen Erzeugern. Und damit kommt Gas als ein Energiespeicher ins Spiel.

Welche großen Potenziale Gas als Energiespeicher der Zukunft bietet, welche Rolle es heute schon spielt und wie genau diese Form der Energiespeicherung funktioniert, erfahren Sie in diesem Beitrag.

Ohne Wende im Denken keine Wende im Energiesektor

Fest steht: wenn sich Gewinnung, Bereitstellung und Speicherung von Energie weg von fossilen Brennstoffen und konventionellen Methoden hin zu umweltbewussten, alternativen Energiekonzepten bewegen soll, braucht es auch effiziente und altbekannte Lösungen. Eine Möglichkeit mit vielen Vorteilen bietet die Nutzung von Untergrundspeichern für Gas. Denn Gas als Energiespeicher kann die perfekte Ausgleichsmöglichkeit den volatilen erneuerbaren Energien und der gesicherten Energieversorgung sein.

Bereits heute betreiben die Mitglieder des Bundesverband Erdgas, Erdöl und Geoenergie e.V. (BVEG) 250 Kavernenspeicher in 28 Speicheranlagen sowie 19 Porenspeicher. Gemeinsam verfügen sie über ein Speichervolumen von insgesamt 24,6 Milliarden Kubikmetern – was eine Kapazität von ca. 230 TWh entspricht. Damit ergibt sich ein Speichervolumen, das nicht nur rund 30 Prozent der jährlich in Deutschland verbrauchten Erdgasmenge abdeckt, sondern auch das größte in der EU ist. Neben den Untergrundspeichern dient auch die gesamte vorhandene Infrastruktur des Gasnetzes mit ca. 130 TWh Kapazität als Speicher.

Was genau sind Kavernen- und Porenspeicher?

Sowohl Kavernen- als auch Porenspeicher sind zwei unterschiedliche Arten von Untertage-Erdgasspeichern. Sie helfen dabei, dass Gas als Energiespeicher dienen kann. Während Porenspeicher natürliche Lagerstätten sind, handelt es sich bei Kavernenspeichern um große, künstlich angelegte Hohlräume in unterirdischen Salzstöcken. Beide Varianten eignen sich zum Speichern von Gas, haben jedoch jede für sich ihre ganz eigenen Vorteile.

Der Porenspeicher – so lässt er sich nutzen

Porenspeicher befinden sich in porösem Gestein, das nach der Ausförderung von Erdgas oder Erdöl übrig bleibt. Dieses Gestein nimmt das Erdgas ähnlich einem stabilen Schwamm auf und lagert es ein. Dabei wird das Erdgas mit großem Druck in die extrem kleinen Gesteinsporen geleitet. Nach oben sind Porenspeicher in der Regel durch andere Schichten aus Ton oder Salz abgedichtet. Nach unten hin sind es zumeist wasserführende Bereiche, die die gasdurchlässigen Gesteinsschichten abdichten. Auf diese Weise hat die Natur selbst alle wichtigen Voraussetzungen für die heutige Nutzung des natürlichen Hohlraums als Speicher geschaffen. Der entscheidende Vorteile von Porenspeichern, um Gas als Energiespeicher zu nutzen, ist ihre beeindruckende Größe.

Der Kavernenspeicher – das sind seine Eigenschaften

Als künstliche, durch bergmännische Solprozesse angelegte Hohlräume in unterirdischen Salzstöcken, garantieren Kavernenspeicher eine natürliche Dichtheit. Möglich macht es die Salzschicht, die bei der sogenannte Aussolung des Hohlraums übrig bleibt. Mit Hohlräumen von bis zu 500 Metern Höhe können Kavernen genügend Gas als Energiespeicher aufnehmen. Die „Befüllung“ erfolgt dabei mittels einer Tiefbohrung. Der große Vorteil: Während das Gas bei Porenspeichern erst durch das poröse Gestein zu einer Bohrung strömen muss, die den Speicher mit einer Versorgungspipeline verbindet, ist das Gas im Kavernenspeicher über die Tiefbohrung direkt mit den obertätigen Speicheranlagen verbunden. Der Nachteil: Kaverne und Tiefbohrung sind nicht (wie der Porenspeicher) von alleine da, sondern müssen erst aufwändig angelegt werden.

Energiespeicher Gas: das Rückgrat der Energieversorgung

Alles in allem betrachtet, gilt jedoch für beide Speicherarten, dass sie sich gut für die Nutzung von Gas als Energiespeicher eignen. Sie ermöglichen eine bedarfsgerechte Verbindung von Energieversorgern und -verbraucher. Zudem gleichen sie tages- und jahreszeitliche sowie witterungsbedingte Schwankungen in der Erzeugung und Nachfrage aus, die so genannte Resiuallast, und leisten einen wichtigen Beitrag zur Stabilisierung des Gasnetzes. Doch welche Methode macht es möglich, dass Gas als Energiespeicher tatsächlich eine verlässliche und versorgungssichere Methode ist?

Die Antwortet lautet: Power-to-Gas. Als Umwandlungstechnologie dient Power-to-Gas der Speicherung von Energie. Unter Zuhilfenahme von erneuerbarem Strom wird hierbei in einem chemischen Prozess durch Wasserelektrolyse (und ggf. durch eine nachgeschaltete Methanisierung) ein Synthese-Gas hergestellt. Das Besondere dabei: Power-to-Gas macht es möglich, dass Strom sich sektorenübergreifend nutzen und speichern lässt. So kann man zum Beispiel aus Strom Gas (Wasserstoff und/oder Methan) erzeugen. Dieses kann dann erdgasbetriebene Fahrzeuge antreiben oder in einer Gastherme selbst Wärme erzeugen. Zudem ist das Gas in BHKW- oder Gasturbinenkraftwerken wieder verstrombar.

Warum Power-to-Gas die Zukunft ist

Kurz gesagt, liegt der große Vorteil von Power-to-Gas in der Fähigkeit, Strom aus erneuerbaren Energien langfristig zu speichern. Auch deswegen soll die Methode wichtige Systemaufgaben bei der Energiewende übernehmen. Gerade im Hinblick auf die zunehmend gewünschte Dekarbonisierung durch Synthese-Gase oder Wasserstoffe spielen Gas als Energiespeicher und Power-to-Gas eine extrem wichtige Rolle. So soll ein eigens erzeugtes Synthese-Gas fossile Brenngase auf natürliche Weise substituieren. Synthese-Gas ist dabei der Oberbegriff von den durch Power-to-Gas erzeugten Gasen, wie beispielsweise Wasserstoff und Methan. Ihr Einsatz ist sowohl in der Industrie denkbar als auch überall dort, wo Brenngase genutzt werden.

Der größte Vorteil ist jedoch, dass die Infrastruktur hierzu bereits vollständig vorhanden ist. Und dass Power-to-Gas es überhaupt erst möglich macht, Gas als Energiespeicher umfassend zu nutzen und zugleich eine Sektorenkopplung zu erreichen. Zudem kann langfristig im Erdgasnetz gespeicherter Wasserstoff beziehungsweise Methan die erneuerbaren Energien optimal unterstützen. Für mehr Klima- und Umweltschutz sowie eine sichere Energieversorgung ist das eine entscheidende Voraussetzung.