Ein BAM Mitarbeiter arbeitet an einer Rohrleitung für einen Gas-Explosionsversuch.
Quelle: BAM
Wenn der Wind bläst und die Sonne brennt, läuft die Stromproduktion aus erneuerbaren Energien auf Hochtouren. Im Jahr 2020 soll mindestens ein Drittel des Stromes aus regenerativen Quellen stammen.
Doch wohin mit der Energie, wenn das Netz gesättigt ist? Aktuell müssen die Produzenten ihren Strom billig verkaufen. Und wenn es windstill und bewölkt ist, springen konventionelle Kraftwerke ein. Die Speicherung überschüssigen Stromes ist deshalb eine zentrale Herausforderung der Energiewende. Die BAM forscht an einer Lösung für diese Aufgabe.
Das Erdgasnetz ist ein gigantischer Schwamm
Im Boden befindet sich ein gigantisches Speichersystem – das Erdgasnetz. Wie ein Schwamm kann es große Mengen an Wasserstoff aufnehmen, der mithilfe von Elektrolyse aus erneuerbaren Energien gewonnen wird. Bei Stromengpässen könnte man diese gespeicherte Energie entweder in Gaskraftwerken rückverstromen oder im normalen Gaskreislauf, also in Heizungen und Gasherden, verfeuern. Power to Gas (P2G) heißt das Verfahren, das nach Angaben der Deutschen Energieagentur (dena) bereits im Jahr 2022 wirtschaftlich rentabel sein könnte.
Trotz einiger Pilotprojekte wie etwa im brandenburgischen Falkenhagen oder in Prenzlau-Dauerthal ist eine ganz entscheidende Frage noch offen: Ist die Beimischung künstlich hergestellten Wasserstoffs ins normale Gasnetz sicher?
Besteht Explosionsgefahr?
„Das Erdgasnetz kann nicht explodieren“, so Dr. Volkmar Schröder, Leiter des Fachbereichs Explosionsschutz Gase, Stäube in der BAM. Er erforscht die Stoffeigenschaften unterschiedlicher Gase, die so genannten sicherheitstechnischen Kenngrößen. Für eine Explosion bedarf es einer Mischung aus Gas und Luft. Dies könnte höchstens überirdisch passieren, wenn aus einem Leck an einer P2G-Anlage Gas austritt und sich entzündet oder aber beispielsweise bei Reparaturarbeiten, wenn Luft in das Gasnetz gelangt.
Um Explosionsgefahren zu minimieren, sind strenge Regeln beim Betrieb vorgeschrieben, etwa Sicherheitszonen im Umkreis der Anlagen. Aber welcher Gasanteil in der Luft könnte zu einer Explosion führen? Reicht für die Zündung eine elektrostatische Entladung oder ist ein Funke nötig? Und welcher Druck entsteht bei einer Explosion? Diese Fragen beantwortet die BAM.
BAM informiert Nutzer
Dr. Schröder und sein Team erforschen die sicherheitstechnischen Kenngrößen von Gasgemischen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und dokumentieren ihre Ergebnisse in der Datenbank „CHEMSAFE®“. Nutzer aus Industrie, Handel, Handwerk und Behörden können sich dort über Brand- und Explosionsgefahren von Gasen bei Verarbeitung, Abfüllung, Beförderung oder Lagerung informieren.
Schröders Fazit beim Erdgas: „Bis zu einer Beimischung von 10 Prozent Wasserstoff verändern sich die sicherheitstechnischen Kenngrößen des Erdgases nur unwesentlich.“ Das bedeutet, dass die P2G-Technik mit bestehenden Anlagen und Sicherheitsvorschriften bei nur geringen Änderungen betrieben werden kann und keine zusätzlichen, hohen Investitionskosten erforderlich sind. Wichtig sind diese Erkenntnisse der BAM auch für die Hersteller von Gaswarngeräten, die ihre Produkte auf die veränderten Gaseigenschaften einstellen müssen.
Insgesamt lässt sich mit der P2G-Technik regenerative Energie im Terawattstunden-Bereich im Erdgasnetz speichern. Damit kann der Speicherbedarf auch langfristig in Deutschland abgesichert werden, schätzt Volkmar Schröder.