In Duitsland kijken energie-experts genuanceerd naar het thema “power-to-gas”. Aan de ene kant biedt deze technologie veel potentieel om fluctuaties in het elektriciteitsnet op te vangen en zo de energiewende een stap vooruit te helpen. Aan de andere kant zijn er nog technische problemen, is de efficiëntie van huidige installaties relatief laag en is de technologie bovendien duur. Naast power-to-gas wordt in Duitsland steeds vaker gesproken over power-to-x. Dat houdt in het omzetten van elektriciteit in verschillende andere energiedragers. Dat kan gas (waterstof of methaan) zijn, maar bijvoorbeeld ook warmte.
Het Duitse energieagentschap Dena heeft in 2011 een nationaal power-to-gas platform opgericht met als doel als overleg- en adviesorgaan over technologische opties en overheidsbeleid. Deelnemers aan het platform zijn onderzoeksinstituten (zoals ZSW en Fraunhofer IWES), energieproducenten (Eon, EnWB), energieleveranciers (Open Grid Europe, Gasunie Deutschland) en enkele relevante brancheverenigingen. In 2012 heeft het platform een roadmap voorgesteld waarin voor verschillende fases van ontwikkeling (beleids)adviezen worden gegeven. Zie www.powertogas.info
Ondertussen ontstaan op initiatief van private partijen, onderzoeksinstituten en van de Duitse overheid allerlei pilot projecten, enkele voorbeelden zijn:
- Thüga in Frankfurt
De Thüga groep heeft als eerste in Duitsland ervaring opgedaan met het leveren van waterstof aan het aardgasnet. Bij de lokale energieverzorger Mainova in Frankfurt staat een proefinstallatie waar via PEM elektrolyse 315 kW aan elektrisch vermogen om wordt gezet in ongeveer 60 m3 waterstof per uur. Thüga werkt samen met onder andere het Fraunhofer instituut ISE voor de real-time aansturing van de installatie. In de testfase (2013-2016) wordt waterstof aan het net geleverd, daarna is een verdere processtap gepland om methaan te produceren en te leveren.
- WindGas Hamburg (in bouw)
Energieproducent E.on bouwt op dit moment een power-to-gas installatie in Hamburg. Er worden een PEM-stacks met een totaal vermogen van 1 MW geïnstalleerd, de geproduceerde waterstof (265 m3/uur) moet aan het gasnet worden geleverd. Volgens planning start de productie van waterstof begin 2015. Ook Hydrogenics (waterstof), Solvicore (membranen) en de onderzoeksinstituten DLR en Fraunhofer ISE zijn bij het project betrokken.
Alternatief voor PEM elektrolyse is de chlooralkali-elektrolyse. E.on test ook deze technologie in een installatie in Falkenhagen (bij Berlijn). Hier kan sinds dit jaar 2 MW aan elektriciteit worden omgezet in maximaal 360 m3/h waterstof.
- EnergiePark Mainz (2014-2015)
Siemens, Linde en het lokale energiebedrijf Stadtwerke Mainz ontwikkelen samen met de Hochschule Rhein-Main de wereldwijd grootste PEM elektrolyse installatie met een vermogen van 6 MW. In totaal wordt 17 miljoen euro geïnvesteerd in dit onderzoeksproject. De elektrolyse moet in 2014 af zijn, de rest van de installatie in 2015. De geproduceerde waterstof wordt dan lokaal opgeslagen, in tankwagens naar afnemers getransporteerd of direct aan het aardgasnet geleverd.
- Audi e-gas projekt
Audi heeft een proefinstallatie opgezet bij Werlte in de deelstaat Niedersachsen. Doel van het project is om via elektrolyse en “methanisering” elektriciteit om te zetten in brandstof voor auto’s aangedreven met aardgas. Op 26 mei 2014 bezocht het koninklijk paar het project en het 3N Kompetenzzentrum van de deelstaat Niedersachsen.
- Solar SynGas
In het virtuele instituut SolarSynGas werken enkele belangrijke onderzoeksinstituten samen aan het ontwikkelen van verschillende thermochemische technologieën om elektriciteit om te zetten in brandstoffen. Het consortium bestaat uit het Duitse Centrum voor Lucht en Ruimvaart (DLR), het Karlsruhe Institute of Technology (KIT), de TU Clausthal en de ETH in Zürich.
- Helmholtz Zentrum Berlin
Een alternatief voor elektrolyse is het direct gebruiken van de energie van zonlicht voor het omzetten van water in waterstof. De afdeling Solar Fuels van het Helmholtz Zentrum Berlin (HZB) werkt samen met de TU Delft. In 2013 bereikten onderzoekers een doorbraak door met een relatief eenvoudig systeem een efficiëntie van 5 procent te bereiken. Het HZB coördineert nu een Europees project (PECDEMO) met als doel een efficiëntie van 8 procent te halen.
Een overzicht van deze en andere projecten is te vinden op de website van het power-to-gas platform van de Dena: http://www.powertogas.info/power-to-gas/interaktive-projektkarte.html
Joop Gilijamse
Innovatieadviseur