Alternativer Energieträger: Ist Methanol eine Alternative zu Wasserstoff?

Um ein auf mittelfristige Sicht stabiles Stromnetz zu gewährleisten, werden wir Energiespeicher benötigen, die überschüssigen Strom aus Windrändern und Solarzellen aufnehmen und ihn dann bei Bedarf wieder abgeben können. Dafür komme Großbatterien oder Phasenwechselspeicher in Betracht. Aber auch Wasserstoff gilt als wichtiger Energieträger, der in Zukunft als Zwischenspeicher fungieren kann. Eine neue Studie untersuchte nun, ob Methanol eine gangbare Alternative zu Wasserstoff sein kann.

Wasserstoff: Nicht die ideale Lösung?

Das Problem an Wasserstoff als Energieträger ist, dass das Gas nur über eine verhältnismäßig geringe Energiedichte verfügt und deshalb für Transport und Lagerung komprimiert werden muss. Dies kostet zusätzliche Energie und ist zudem auch logistisch schwieriger, da die Transport- und Lagerungsbehälter dickwandig sein müssen.

Eine mögliche Alternative zu Wasserstoff wäre Methanol (CH3OH). Dabei handelt es sich um den einfachsten Alkohol. Methanol kann unter Einsatz elektrischer Energie aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid oder aber Wasserstoff und CO2 produziert werden. Dies ist natürlich auch mittels Sonnen- oder Windenergie möglich.

Methanol ist im Gegensatz zu Wasserstoff bei Raumtemperatur flüssig. Seine Energiedichter ist zudem um den Faktor fünf größer als die von Wasserstoffgas. Methanol kann mit wenig Aufwand und in einfachen Tanks gelagert und transportiert werden. Die Forscher Tom Brown von der Technischen Universität sowie Johannes Hampp vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) haben untersucht, ob Methanol eine wirtschaftlich sinnvolle Alternative für Wasserstoff sein könnte.

Methanol kann oft günstiger gespeichert werden

Zum einen geht es bei dieser Frage im die Kosten für die Speicherung von Methanol. „Was in den Diskussionen und auch in der Kraftwerksstrategie der Bundesregierung bisher zu kurz kommt, ist der Einbezug der Speicherorte in die Überlegungen„, erklärt Brown. Wasserstoff sei dann im Vorteil, wenn eine unterirdische Lagerung des Gases etwa in alten Salzbergwerken und Erdgaskavernen möglich ist. Denn dann müsse das Gas weder gekühlt noch komprimiert werden. Die kosten lägen dann bei 0,1 bis 0,5 Euro pro Kilowattstunde.

Geeignete Lagerkavernen gibt es aber nicht überall. „Dort, wo es keine Salzkavernen gibt, muss Wasserstoff in Stahltanks gespeichert werden. Aufgrund des hohen Drucks des verdichteten Wasserstoffs müssen diese besonders dickwandig sein und sind deshalb um ein Vielfaches teurer als einfache Tanks für Methanol„, erklärt Brown weiter.

Dies erhöht die Kosten der Lagerung auf 10 bis 40 Euro pro Kilowattstunde – allein für die Drucktanks. Dazu müsse man dann noch den Transport des Wasserstoffs rechnen. Die Lagerung von Metanol kostet dagegen nur 0,01 bis 0,05 Euro pro Kilowattstunde.

Das Problem mit dem CO2

Zudem müsse noch ein weiterer Aspekt berücksichtigt werden. Wenn Methanol verbrannt wird, wird CO2 freigesetzt, weshalb der Einsatz des Alkohols als Zwischenspeichermedium eher klimaschädlich wäre. Klimaneutralität ließe sich nur erreichen, wenn bei der Herstellung des Methanols nur CO2 zum Einsatz käme, das aus der Luft stammt.

Ein neuartiger Prozess, der derzeit in eine Kraftwerk in Texas getestet werden, könnte hier allerdings Abhilfe schaffen. Die Rede ist von einer sogenannten Allam-Turbine – einer Anlage, in der Methanol zusammen mit reinem Sauerstoff verbrannt wird und in der bis zu 98 Prozent des entstehenden CO2 mit geringem Aufwand wiedergewonnen werden könnte.

Das wiedergewonnene CO2 könnte dann wieder dafür genutzt werden, neues Methanol herzustellen, sodass ein nahezu komplett geschlossener CO2-Kreislauf entstünde. „Die Wirtschaftlichkeit kann noch weiter verbessert werden, wenn der bei der Wasserstoffproduktion mit Hilfe von Elektrolyse als Nebenprodukt entstehende Sauerstoff ebenfalls gespeichert wird. Dieser kann dann in der Allam-Turbine für die Verbrennung des Methanols genutzt werden„, so Brown.

Methanol ist unter bestimmten Voraussetzungen günstiger als Wasserstoff

Wenn Wasserstoff in unterirdischen Kavernen gespeichert werden kann, wäre er als Zwischenspeicher weiter von Vorteil und gegenüber Methanol um 16 bis 20 Prozent günstiger, ermittelten die Forscher. Wenn keine Kavernen zur Verfügung stehen, kehrt sich das um: Methanol wäre dann 29 bis 43 Prozent billiger als Wasserstoff.

„ Da die Allam-Technik noch nicht im großen Stil verwendet wird, sind unsere Preisabschätzungen sehr konservativ. Denn es ist zu erwarten, dass sie mit weiterer Verbreitung wesentlich billiger wird„, fügt Brown hinzu. Somit wäre Methanol zumindest eine mögliche Ergänzung zu Wasserstoff als Speichermedium für grüne Energie. „ Unsere Studie soll die Verantwortlichen in Politik und Wirtschaft vor allem dazu anregen, weiterhin offen zu sein für die Vor- und Nachteile der verschiedenen Energieträger„, schließt Brown.

via Technische Universität Berlin