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Windkraft für den Gastank

Von allen erneuerbaren Energiequellen hat Windkraft zumindest hierzulande das Größte Potenzial. Bildquelle: Arktik (Foto: Hersteller)

Ab 2013 will Audi Erdgasautos auf den Markt schicken. Ein mit Hilfe von Ökostrom erzeugtes synthetisches Gas könnte der Treibstoff der Zukunft sein, sagen die Ingolstädter und bringen ein Projekt an den Start, dass einen nachhaltigen Herstellungsprozess - vom Windrad zum Gastank - demonstriert.

Insbesondere auf den neuen Wachstumsmärkten legt die Automobilisierung der Gesellschaften ein rasantes Tempo an den Tag. Wenn die Folgen für den Globus und das Weltklima verkraftbar bleiben sollen, reicht es nicht, den Flottenverbrauch um ein paar Gramm CO2 zu senken. Individuelle Mobilität muss auf ganz neue Antriebskonzepte gestellt werden. Das ist inzwischen auch nicht nur das Credo von Ökoaposteln - sondern auch innerhalb der Autobauerzunft weitgehend Konsens. Audi will seinen Slogan "Vorsprung durch Technik" zeitgemäß umsetzten und sich an die Spitze der Ökobewegung setzen. Die CO2-neutrale Mobilität ist unser Ziel", sagt Audi-Chef Rupert Stadler. Meilenstein auf diesem Weg soll das "e-gas"-Projektsein, das die Ingolstädter in diesem Sommer gemeinsam mit dem Stuttgarter Unternehmen SolarFuel, dem Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung in Stuttgart, dem Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik in Kassel und der EWE Energie AG an den Start bringen wollen.

 

"Das Projekt setzt sich aus zwei großen Bausteinen zusammen", erläutert Michael Dick, Vorstand für den Geschäftsbereich Technische Entwicklung bei der Ingolstädter Tochter des Volkswagen-Konzerns. Der erste Baustein sind Windräder, die sauberen Strom erzeugen. Dafür finanziert Audi gemeinsam mit einem lokalen Energieversorger vier Offshore-Windräder in der Nordsee, die gemeinsam 53 Gigawatt Stunden Strom pro Jahr liefern sollen. Der zweite Baustein wird eine ab Sommer im niedersächsischen Werlte errichtete Anlage sein, die den Ökostrom in synthetisches Gas umwandelt. Das geschieht in zwei Schritten. Zunächst wird per Elektrolyse Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Dann wird dem Wasserstoff Kohlendioxid - das in diesem Fall aus einer Biomüllverbrennungsanlage kommt- zugeführt Durch die Reaktion der beiden Stoffe entsteht Wasser und CH4 - Methan. Das synthetisch erzeugte Gas, das bei Audi jetzt "e-gas" heißt, ist chemisch identisch mit Erdgas und kann wie dieses für den Antrieb erdgaskompatibler Verbrennungsmotoren genutzt werden. Bei der Verbrennung von e-gas entsteht wie bei Erdgas CO2 - wenn auch weniger als bei der Verbrennung von Superbenzin. Die Wissenschaftler, die das Pilotprojekt begleiten, rechnen zudem vor, dass hier am Auspuff nur die Menge Kohlendioxid entweicht, die zuvor bei der Herstellung von E-Gas aus der Luft entnommen wurde.


2013 soll nicht nur die Pilotanlage auf vollen Touren laufen. Audi will dann auch seine ersten für den Gasbetrieb ausgelegten Fahrzeuge auf den Markt bringen. Der Audi A3 TCNG mit 1,4 Liter Hub, 81 kW / 110 PS Leistung und einem Verbrauch von vier Kilogramm Gas pro 100 Kilometer soll den Anfang machen. Im Gasbetrieb hat das Fahrzeug eine Reichweiter von rund 400 Kilometern. Einschränkungen, wie sie die batteriegestützte Elektromobilität auf absehbare Zeit mit sich bringt, gibt es bei dieser Variante der Ökostrom-Verwertung nicht.

Für die Fraunhofer-Experten bietet die Methanisierung des Ökostroms aber noch einen anderen, ganz entscheidenden Vorteil. Sie gleicht in hohem Maße die Nachteile aus, die sich bei der Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen bisher ergeben. Weil sowohl Sonne als auch Wind ihre Kraft mit starken Schwankungen zur Verfügung stellen, ergeben sich Versorgungsengpässe. Die Möglichkeiten, bei hohem Energieangebot überschüssigen Strom zu speichern, sind heute noch sehr gering. Pumpspeicherwerke kommen nur als Kurzzeitspeicher infrage - im Notfall könnten sie die Energieversorgung in Deutschland gerade mal für eine Stunde aufrecht erhalten, so Fraunhofer-Experte Michael Sterner. Die Nutzung von regenerativer Energie für die Herstellung von synthetischem Erdgas könne einen wesentlichen Beitrag zur Problemlösung leisten. Das Stromnetz wird mit dem unterirdischen Gasnetz gekoppelt. Im Gasnetz lassen sich die überschüssige Energie monatelang speichern und bei Bedarf jederzeit ins Stromnetz zurückführen - zum Beispiel durch Gaskraftwerke oder dezentrale Blockheizkraftwerke.

CO2-neutrale Mobilität ist machbar - das will Audi mit dem e-gas Projekt demonstrieren. (Foto: Hersteller)
Mit dem Audi A3 TCNG wollen die Ingolstädter 2013 ihr erstes Erdgasfahrzeug auf den Markt bringen. (Foto: Hersteller)
A3 TCNG ist bivalent ausgelegt, kann also auch mit Superbenzin fabetankt werden (Foto: Hersteller)
Die Zeiten ändern sich: Bislang ließen sich Erdgasantriebe und Premiummodelle imagemäßig kaum unter einen Hut bringen. (Foto: Hersteller)
(Foto: Audi)
Bei der Methanisierung reagieren Wasserstoff und CO2 im Katalysator. Dabei entstehen Wasser und synthetisches Erdgas. (Foto: Audi)

Während das Stromnetz gerade einmal 0,04 Terra Wattstunden (TWh) speichern kann, beträgt das Potenzial des Gasnetzes 217 TWh. Zur Orientierung: Der Stromverbrauch in Deutschland beläuft sich auf rund 600 TWh pro Jahr. Ein weiterer Vorteil ist die höhere Transport¬kapazität des Gasnetzes. Sie ist etwa zehn Mal so hoch, wie die des Stromnetzes. Durch bereits vorhandene Gaspipelines ließe sich zum Beispiel in der Sahara "geernteter" Solarstrom für den beschriebenen Methanisierungsprozess nutzen - und dieses synthetisch erzeugte Methan könnte dann über Tausende von Kilometern gen Norden transportiert werden.


Im Pilotprojekt können mit dem regenerativ erzeugten e-gas 1.500 A3 TCNG jeweils 15.000 Kilometer pro Jahr fahren. Ein mit e-gas betriebenes Auto der Kompaktklasse emittiert von der Quelle zum Rad weniger als 30 Gramm CO2 pro Kilometer, sagt Audi-Technikexperte Dick. Dabei seien Emissionen für den Bau der Windräder und der e-gas-Anlage schon eingerechnet.

Audi e-gas Projekt: Das e-gas wird ins Gasnetz gespeist und kann somit auch Haushalte mit erneuerbarer Energie versorgen. (Foto: Hersteller)
Audi e-gas Projekt: Der Windstrom kann auch direkt genutzt werden. In diesem Fall könnten batteriegestützte E-Autos die Dierektabnehmer sein. (Foto: Hersteller)
Die reinen Elektrofahrzeuge - Audi hat den A1 e-tron in der Pipeline - könnten von dem Projekt ebenfalls profitieren. (Foto: Hersteller)
Erneuerbre Energiequellen stehen nicht konstant zur Verfügung. Das stellt Energieversorger bislang vor ungelöste Speicherprobleme, Hier: Windpark Heidehof. (Foto: Agentur für Erneuerbare E)
In der Zukunft werden verschiedene Antriebskonzepte konkurrieren. Handicap der Stromer werden auf absehbare Zeit Batteriekosten und eingeschränkte Reichweite sein. (Foto: Hersteller)
 

Welche Rolle der neue Ökoantrieb bei der Fahrt in die Zukunft spielt, darüber wird die Akzeptanz der Kunden entscheiden. Und der Kunde dürfte wohl ein kühler Rechner bleiben. Eine Chance habe das Antriebskonzept nur, wenn e-gas steuerlich subventioniert wird. Denn mit Preisen, zu denen etwa Erdgas aus Russland auf den Markt kommt, könnte der Stoff ansonsten nicht konkurrieren. "Wir wollen den Status von Biogas bekommen", so Reiner Mangold, Audis Projektleiter für Umwelttechnologien. Es gilt also, in Berlin politischen Boden zu bearbeiten. Und zwar jetzt - solange Windkraft & Co noch vom Fukushima-Katastrophen-Bonus profitieren.

Autor: Susanne Kilimann, Hamburg  Stand: 15.05.2011
Fotos: Hersteller