Exkursion zur Power-to-Gas-Anlage in Werlte

Diplom-Ingenieur Claudius Dinse erläutert die Biogasanlage.

Diplom-Ingenieur Claudius Dinse erläutert die Biogasanlage.

Im Rahmen der Thematik der Elektrochemie im Chemie­unter­richt stellte sich die Frage, was mit über­schüs­sigem Strom passiert, der durch er­neuer­bare Energie­quellen produ­ziert wird. Zur Klärung dieser Frage begab sich der Chemie­prüfungs­kurs hoch­motiviert auf eine Ex­kursion zur E-Gas-Pilot­anlage der Firma AUDI ins 90 km entfernte Werlte.

Auf der Pilotanlage angekommen, wurden wir bereits von Diplom-Ingenieur Claudius Dinse erwartet. Er stellte uns zunächst die Power-to-Gas-Anlage an einer Schautafel vor.

Beim Power-to-Gas-Verfahren handelt es sich um eine Umwandlung von elektrischer Energie mittels einer Elektrolyse zu Wasserstoffgas und anschließend zu Methangas oder E-Gas (entspricht chemisch dem Erdgas). Hierdurch ist es möglich, die Energie in Form von Gas über eine längere Zeit zu lagern und erst zu nutzen, wenn sie gebraucht wird.

Aus Wasserstoff und Kohlendioxid wird das Synthesegas Methan (E-Gas) erzeugt.

Aus Wasserstoff und Kohlendioxid wird das Synthesegas Methan (E-Gas) erzeugt.

Mit Hilfe der elektrischen Energie aus Windkraft wird Wasserstoff hergestellt.

Mit Hilfe der elektrischen Energie aus Windkraft wird Wasserstoff hergestellt.

Dabei wird mit Hilfe der über Windkraft erzeugten elektrischen Energie zunächst Wasser über drei Elektrolyseure in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Der Wasserstoff wird für die weitere Produktion verwendet und der Sauerstoff an die Umwelt abge­geben. Während des gesamten Prozesses läuft eine Lüftung, damit im Falle eines Lecks keine explosive Wasser­stoff-Luft-Mischung entsteht, ähnlich einer Knall­gas­reaktion.

Durch die Elektrolyse wird elektrische Energie in chemische um­ge­wandelt. Das Wasserstoffgas wird dann im 2. Schritt durch die Zugabe von Kohlen­stoff­dioxid in Methangas umgewandelt (Methanisierung), welches eine höhere Energie­dichte besitzt und weniger gefährlich ist.

Das benötigte Kohlenstoffdioxid erhält die AUDI E-Gas-Anlage von der benachbarten Biogasanlage. Dort entsteht neben Methangas nämlich auch Kohlenstoffdioxid. Anders als andere Biogasanlagen nutzt diese als Rohstoff keine Energiepflanzen (Zuckerrübe, Mais, Kartoffel etc.), sondern Abfallprodukte aus der Schlachtung. Somit wird der „Teller oder Tank“-Konflikt vermieden, also, ob die Ener­gie­pflanzen zur Energie­ge­winnung oder zur Ver­sorgung der Be­völkerung verwendet werden sollen.

Sowohl das in der Biogasanlage erzeugte Methangas als auch das in der Power-to-Gas-Anlage produzierte Methangas wird direkt in das lokale Gasnetz eingespeist und kann bei Bedarf genutzt werden.

Das anfallende Wasser und die freiwerdende Wärmeenergie werden bestmöglich genutzt. Die Wärme unterstützt in der Biogasanlage die optimale Produktion von Biogas, und das Wasser wird aufge­ar­beitet und anschließend wieder in die Produktion zurück­ge­führt.

Der Wirkungs­grad der Pilotanlage beträgt 74 % und erzeugt stünd­lich 1300 m3 Wasserstoffgas und 1000 m3 Methangas. Seit 2019 entfällt die EEG-Umlage der Anlage, da AUDI vom Konsumenten zum Produzenten wechselte, wodurch jährlich ca. 2 Millionen Euro an Kosten gespart und die Anlage wirt­schaft­lich geführt werden kann.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass ein anderer Betreiber bis 2022 im nicht weit entfernten Diele (Kreis Leer) eine Power-to-Gas-Großanlage für weit über 100 Millionen Euro errichten will.

Am Ende der Führung erhielten wir einen Einblick in den Überwachungsraum der E-Gas Anlage. Dort stellten wir fest, dass die gesamte Produktion nur von vier Mit­ar­beitern geregelt wird. Der Großteil der Produktion wird über die vorhandenen Systeme automatisch geregelt, wodurch sich der Tätigkeitsbereich der Mitarbeiter auf die Kontrolle der Systeme und auf die Wartung beschränkt.

Wir bedanken uns herzlich bei Herrn Dinse für die aufschlussreiche Führung.

Chemiekurs ch13-CIES-P