Erneuerbare Energien: Brennendes Eis soll Windstrom effizienter speichern

Ein neuartiger Energiespeicher könnte die wechselhafte Stromerzeugung von Wind- und Solargeneratoren deutlich kostengünstiger ausgleichen als etwa Großbatterien. Ein Projekt an der Technischen Universität Dresden sieht vor, Strom nicht direkt, sondern in Form von Methanhydrat zu speichern. Nötig ist dazu nanoporöser Kohlenstoff, also ein Material, das von unzähligen Kanälen mit extrem kleinem Durchmesser durchzogen ist. Es geht um Millionstel Millimeter.

Neuer Energiespeicher ist effizienter als herkömmliche Batterien

„Ein alternativer Energiespeicher – Methanhydrat in porösen Kohlenstoffen“ heißt das Projekt, das der Chemiker Lars Borchardt betreut. Die Poren des Kohlenstoffs werden mit Wasser gefüllt. Das schwammartige Gebilde wird dann in einen Reaktor befördert, der mit Methangas gefüllt ist. Wenn der Druck auf bis zu 100 bar (etwa 40- bis 50-Mal mehr als in einem Pkw-Reifen) erhöht wird, hüllen -Wasser- Gasmoleküle ein. Es entsteht Methanhydrat, auch als brennendes Eis bekannt. In der Natur kommt es in gigantischen Mengen in vielen Küstenmeeren vor. Sobald es mit Sauerstoff in Berührung kommt fängt das Material, das schmutzigem Eis ähnelt, Feuer.

Speicherung bei geringem Druck

Das Hydrat bildet sich in der Dresdner Versuchsanordnung sehr schnell. Dann bleibt es zuverlässig bei niedrigem Druck in den Poren gefangen – normalerweise wird Methan in Stahlflaschen bei sehr hohem Druck gespeichert oder in verflüssigter Form gelagert. Beide Möglichkeiten verbrauchen sehr viel Energie. Um das Methan freizusetzen, genügt eine kleine Erwärmung.

Kohlenstoff soll den Prozess entscheidend beschleunigen

Der Prozess ist seit längerem bekannt, ließ sich aber nicht als Energiespeicher verwenden, weil dessen Be- und Entladung sehr lange dauerte. Der nanoporöse Kohlenstoff sorgt für eine dramatische Beschleunigung, sodass die berechtigte Hoffnung besteht, auf dieser Basis einen konkurrenzfähigen Speicher bauen zu können. Wenn das Methan per Power-to-Gas gewonnen wird ist der gesamte Prozess umweltverträglich, weil bei der Nutzung nur so viel Kohlendioxid frei wird, wie bei der Herstellung des Gases verbraucht wird. Bei der Power-to-Gas-Technik verschmelzen Kohlendioxid und Wasserstoff miteinander. Das Kohlendioxid kann aus der Luft oder aus Biogasanlagen entnommen werden. Der Wasserstoff wird per Elektrolyse hergestellt. Energiequelle ist dabei Wind- und Solarstrom.