zurück zum Artikel

Audi will Windkraft nutzen, um per Elektrolyse Wasserstoff zu gewinnen. Doch dabei bleibt es nicht: In der Reaktion mit CO2 entsteht daraus Methan, welches als Erdgasersatz auch Autos antreiben soll

Ingolstadt, 18. Mai 2011 – Der Begriff des Perpetuum Mobile ist zwar deplaziert, weil es beim e-gas project nicht um ein selbsterhaltendes Energiesystem geht. Ein bisschen hüpft der Begriff trotzdem ins Vorderhirn, wenn man liest, was der Audi vorhat: Man will per Wind­energie Wasserstoff erzeugen und diesen wiederum nutzen, um in einer Reaktion des H2 mit CO2 Methan (CH4) herzustellen. Methan ist auch der Hauptbestandteil von Erdgas und somit für Verbrennungs­motoren geeignet. Noch kürzer formuliert: Audi macht Sprit aus Windkraft und nutzt dabei CO2, von dem man sonst nicht weiß, wohin damit.

Elementebaukasten

Die Produktionskette besteht im Wesentlichen aus Windrädern zur Stromerzeugung, einem Elektrolyseur zur Erzeugung des Wasserstoffs und einer e-gas-Anlage, die das CO2 aus einer Abfall-Biogasanlage nutzt. Das CO2 könnte auch aus jeder anderen Quelle kommen, die das CO2 in genügend hoher Konzentration bereitstellen kann. Zur Not ließe es sich sogar der Umgebungsluft entziehen, was laut Audi aber zusätzlichen Aufwand bedeuten würde. Weitere Bestandteile der Anlage sind Leitungen, Tanks, Elektronik und die Kompressoren zur Einspeisung des Gases in das bestehende Erdgasnetz.

Bild 1 von 0

Audi gibt Kohlendioxid eine Chance (0 Bilder) [1]

[2]

Netzpuffer

Aber warum nutzt man nicht gleich den Wasserstoff für Brennstoffzellen oder Verbrennungsmotoren? Erstere sind noch teuer, und es gibt noch keine belastbare Infrastruktur für Wasserstoff. Das Erdgasnetz dagegen ist in Deutschland bis hin zu den Tankstellen gut ausgebaut, geeignete Autos bereits auf dem Markt. Es lässt sich laut Audi sogar als Netzpuffer für volatile Energiequellen wie Wind- oder Sonnenkraft nutzen, weil man die im Methan gespeicherte Energie per Gaskraftwerk in das Stromnetz zurückführen könnte. Dennoch ist Wasserstoff auch für Audi längerfristig eine Option – die Produktionsressourcen entstehen mit dem e-gas project gewissermaßen nebenbei.

Der Wirkungsgrad des e-gas-Verfahrens beträgt bei der Pilotanlage laut Audi etwa 54 Prozent. Bei Nutzung sämtlicher Möglichkeiten in der Prozesskette, dazu gehört die Abwärme, sollen Wirkungsgrade von 80 bis 85 Prozent möglich sein. Allerdings ist nur der Wirkungsgrad in eine Richtung gemeint, also vom Windrad zum Methan. Wie der Rückweg vom Gas zum Strom zu bewerten ist, geht daraus nicht hervor. Zum Vergleich: Pumpspeicher erreichen einen Gesamtwirkungsgrad von 70 bis 85 Prozent, zukünftige adiabatische Druckluftspeicher, so wirbt etwa der Energieversorger Eon, könnten ähnliche Werte erreichen.

Der Vergleich der Speicherverfahren hinkt ohnehin, weil das e-gas direkt den den Betrieb von Autos auf der Langstrecke erlaubt und seine Produktion CO2 bindet. Man muss es im Grunde zweimal lesen: "Am Auspuff entweicht kein Gramm CO2, das nicht vorher bei der Herstellung von e-gas gebunden wurde. Zwischen der Herstellung des Kraftstoffs und seiner Verbrennung existiert also ein geschlossener CO2-Kreislauf". Plötzlich kommt Kohlendioxid unverhofft als Paulus daher – eine ganz neue und irritierende Vorstellung.

Windkraft hat riesiges Potenzial

Dem Pilotprojekt folgt nun der Neubau einer industriellen Anlage, zusammen mit den Partnern SolarFuel GmbH [4], dem Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Foschung (ZSW [5]) dem Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES [6]) und der EWE Energie AG [7]. Zunächst werden vier große Windkraftanlagen in einem Offshore-Windpark in der Nordsee errichtet. Mit jeweils 3,6 MW Leistung sollen sie im Jahr gemeinsam etwa 53 GWh Strom liefern – das entspreche dem Bedarf einer mittelgroßen Stadt. Die erste e-Gas-Anlage soll ab Juli 2011 im niedersächsischen Werlte entstehen. Dort sollen pro Jahr 1000 Tonnen e-gas produziert werden, wobei 2800 Tonnen CO2 gebunden würden.

2010 ist der Anteil der erneuerbaren Energien laut Audi erstmals über 10 Prozent gestiegen, wenn man Strom, Wärme und Kraftstoff gemeinsam betrachtet. Bei der Stromerzeugung allein seien es sogar schon 17 Prozent. Das Fraunhofer IWES habe eine Studie vorgelegt, nach der sich in Deutschland pro Jahr mit Windkraft 390 TWh Energie erzeugen ließen. was 64,7 Prozent des Bedarfs von 2010 decken würde. Das Potenzial des unterirdischen Gasnetzes, Energie zu puffern, beziffert Audi mit 217 TWh, immerhin gut ein Drittel des deutschen Bruttostromverbrauchs von 2010.

Es gibt auch noch Autos

Der Begriff "e-gas" passt auch trefflich zu den Fahrzeugen, die Audi bei der Vorstellung des e-gas-Projekts vorstellte. Da ist zum einen der bereits bekannte Audi A1 e-tron [8], ein Elektroauto mit Wankel-Range-Extender. Er kann rund 50 Kilometer rein elektrisch fahren, danach erzeugt der kleine Wankelmotor Strom. Audi will ihn mit regenerativem Strom füttern, auf langen Strecken muss nach wie vor Benzin herhalten.

Warum man ihn nicht auch kurzerhand mit e-gas betreibt, ist zumindest ein interessantes Gedankenspiel: Range Extender [9] werden im Allgemeinen als Brückentechnologie für Elektroautos gesehen, weil sie nur eine kleine Batterie brauchen, im Alltag meist elektrisch fahren können und bei Bedarf mithilfe von Kraftstoff dennoch weit kommen. Das Audi trotzdem nicht gleich den "Methan-Range-Extender" entworfen hat, dürfte daran liegen, dass beim A1 e-tron der serielle Betrieb nur als leistungsreduzierter Notbehelf gedacht ist – anders als etwa beim Opel Ampera [10], der immer seine volle Leistung bringt. Ganz abwegig ist e-gas für Range Extender deswegen wohl nicht, weil in Europa und erst recht den USA lange Strecken an der Tagesordnung sind.

A3 mit CNG-Betrieb

Anders als beim A1 e-tron ist die Markteinführung des A3 TCNG im Jahr 2013 bereits beschlossen. Er ist bivalent ausgelegt, fährt also mit Benzin weiter, wenn die Gastanks leer sind. Der Vierzylinder-TFSI ist im Prinzip jener, der bereits im Passat und Touran angeboten wird – im kompakteren A3 wird er aber nur 81 kW leisten. Obwohl Methan bzw. Erdgas eine Oktanzahl von 130 hat, soll die Elektronik beim Übergang von Benzin- zu Gasbetrieb dafür sorgen, dass man nichts davon spürt, auch die Leistung bleibt gleich.

Audi will den Käufern des A3 TCNG ein so genanntes Bilanzkreisverfahren anbieten – ähnlich wie es bei Ökostrom gängig ist. Da das per Windkraft erzeugte Methan in das normale Gasnetz eingespeist wird, vermischt es sich ja mit dem fossilen Gas und lässt sich deswegen nicht "in Reinform" vertreiben. Damit der Kunde dennoch weiß, dass er für e-gas zahlt, garantiert Audi, dass die abgenommene Menge auch wirklich mit Windkraft produziert wird. Wie das dazugehörige Geschäftsmodell aussehen soll, ist noch offen – wie auch die Frage, wieviel Wasserstoff und Methan sich zu welchem Preis produzieren lässt. (imp)

URL dieses Artikels:
https://www.heise.de/-1243674

Links in diesem Artikel:
[1] https://www.heise.de/bilderstrecke/4728441.html?back=1243674;back=1243674
[2] https://www.heise.de/bilderstrecke/4728441.html?back=1243674;back=1243674
[3] https://www.heise.de/Datenschutzerklaerung-der-Heise-Medien-GmbH-Co-KG-4860.html
[4] http://www.solar-fuel.net/solarfuel-gmbh/
[5] http://www.zsw-bw.de/index.php?id=9
[6] http://www.iset.uni-kassel.de/pls/w3isetdad/www_iset_new.main_page
[7] http://www.ewe.de/
[8] https://www.heise.de/news/Wankel-Range-Extender-Audi-A1-e-tron-943757.html
[9] https://www.heise.de/news/Verbrennungsmotoren-bringen-Elektroautos-weiter-448779.html
[10] https://www.heise.de/news/Stille-Reserve-der-Antrieb-des-Opel-Ampera-1224692.html

Copyright © 2011 Heise Medien