Eine weitere Hürde auf dem Weg zur Marktfähigkeit der Power-to-Gas-Technologie ist überwunden: Am 30. Oktober 2012 hat das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) eine Forschungsanlage mit einer elektrischen Anschlussleistung von 250 Kilowatt eingeweiht. Die vom Bundesumweltministerium geförderte Anlage wandelt Ökostrom in Wasserstoff und Methan um. Mit einer möglichen Methanproduktion von bis zu 300 Kubikmetern pro Tag ist sie die größte Anlage ihrer Art weltweit und zehnmal leistungsstärker als die drei Jahre zuvor am ZSW entstandene Versuchsanlage. Damit rücken die Wissenschaftler aus Stuttgart unmittelbar an die industrielle Anwendung der neuen Stromspeichertechnologie heran.

Während des Betriebs wollen die ZSW-Forscher mit ihren Kollegen vom Fraunhofer IWES und der Firma SolarFuel die Technologie weiter optimieren. Das Hochskalieren künftiger Power-to-Gas-Anlagen im energiewirtschaftlich relevanten Bereich von 1 bis 20 Megawatt soll dadurch erleichtert werden. Eine Bewertung des künftigen Speicherbedarfs ist ebenfalls Gegenstand der FuE-Arbeiten.

Die 250-Kilowatt-Anlage besteht aus einem alkalischen Druckelektrolyseur, einer Methanisierungseinheit sowie dem Prozessleitsystem für die Steuerung und Regelung. "Unsere Forschungsanlage arbeitet dynamisch und intermittierend. Im Gegensatz zur ersten Anlage kann sie flexibel auf das rasch wechselnde Stromangebot aus Wind und Sonne und auf plötzliche Unterbrechungen reagieren", erklärt Dr. Michael Specht, Leiter des ZSW-Fachgebiets Regenerative Energieträger und Verfahren und einer der Väter der neuen Technologie. "Das ist eine Bedingung künftiger Energiesysteme mit einem hohen Anteil erneuerbaren Stroms." Ein weiterer Vorteil für die Anwendung: Die Steuerungs- und Regelungs-technik entspricht der Technik künftiger industrieller Großanlagen.

Der baden-württembergische Umweltminister Franz Untersteller lobt den Fortschritt in der Power-to-Gas-Technologie: "Um die Herausforderungen der Energiewende zu meistern, brauchen wir Innovation und neue Technologien. Dazu gehört bei einem stetig wachsenden Anteil erneuerbaren Stroms auch die Erforschung und Nutzung von Speichergas. Die 250-Kilowatt-Forschungsanlage ist ein erfolgreicher Schritt zur Etablierung der neuen Technik." Vor allem das Automobil-Land Baden-Württemberg könne künftig von Power-to-Gas profitieren, weil das Verfahren auch Alternativen für die künftige Mobilität biete, so Untersteller weiter.

Das nächste Kapitel der Power-to-Gas-Erfolgsgeschichte soll 2013 im niedersächsischen Werlte aufgeschlagen werden. SolarFuel errichtet dort im Auftrag der Audi AG eine 6-Megawatt-Anlage, mit der die Stufe der industriellen Anwendung avisiert wird. Die Erfahrungen aus der 250er-Forschungsanlage des ZSW werden auch in das "e-gas-Projekt" des Ingolstädter Konzerns einfließen.

Der Ökostromanteil im deutschen Stromnetz wächst enorm. Das stellt das Energiesystem vor neue Aufgaben: Bei einem hohen Anteil von Wind- und Sonnenenergie schwankt die Strommenge je nach Wetterlage stark. Schon heute kann in manchen Regionen überschüssiger Ökostrom nicht mehr in das Stromnetz eingespeist werden. Zwischen 2020 und 2030 sind deutschlandweit in bestimmten Jahreszeiten überschüssige Stromleistungen im Gigawattbereich zu erwarten.

Ohne Langfristspeicher mit hohen Kapazitäten, die bis dahin aufgebaut werden müssen, können die künftigen Überschüsse dem Verbraucher für Zeiten ohne Wind und Sonne nicht zur Verfügung gestellt werden. Eine Speicherung über lange Zeit und mit großem Volumen bieten die chemischen Speichermedien Wasserstoff und Methan. Nur sie sind lange ohne Verluste lagerfähig und können in das große, gut ausgebaute deutsche Erdgasnetz eingespeist werden. Blockheizkraftwerke, Erdgasautos und die Industrie können das erneuerbare Gas nutzen.