Power to Gas - Energiespeicher der Zukunft? (Fast Forward Science)

Summary

In diesem Video wird das Prinzip von Power-to-Gas erklärt, eine Methode zur Speicherung überschüssiger Energie aus erneuerbaren Quellen wie Solar- und Windkraft. Forscher haben eine Lösung entwickelt, bei der überschüssiger Strom in brennbares Gas umgewandelt und gespeichert wird. Dieses Gas kann später zur Stromerzeugung oder als Methan verwendet werden, das ins Erdgasnetz eingespeist wird. Das Verfahren basiert auf Elektrolyse, bei der Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird, wobei der Wasserstoff als Energiespeicher dient. Diese innovative Technik bietet eine effiziente Möglichkeit, erneuerbare Energie zu speichern und bei Bedarf zu nutzen.

Takeaways

• 😀 Erneuerbare Energien wie Solar- und Windkraft produzieren oft mehr Strom als benötigt wird.
• 😀 Ein Problem entsteht, wenn zu viel Strom erzeugt wird und dieser nicht verbraucht werden kann.
• 😀 Eine Lösung für dieses Problem ist die Speicherung von überschüssigem Strom in Form von Gas, auch als Power-to-Gas bekannt.
• 😀 Power-to-Gas speichert überschüssigen Strom in brennbarem Gas, das später genutzt werden kann.
• 😀 Um dies zu erreichen, wird eine Elektrolyse durchgeführt, bei der Strom Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spaltet.
• 😀 Die Elektrolysezelle besteht aus Reagenzgläsern, destilliertem Wasser und Natron, um Ionen zu erzeugen, die den Strom leiten.
• 😀 Bei der Elektrolyse entsteht Wasserstoffgas (H2) und Sauerstoffgas (O2), wobei Wasserstoff als potenzieller Energieträger genutzt wird.
• 😀 Der Wasserstoffgas kann verbrannt werden, um Strom zu erzeugen, oder weiterverarbeitet werden, um ihn zu speichern und später zu nutzen.
• 😀 In der Realität wird Wasserstoff häufig in Methan umgewandelt, da Methan einen höheren Brennwert hat und besser für die Speicherung geeignet ist.
• 😀 Methan kann ins Erdgasnetz eingespeist werden und zur Strom- und Wärmeerzeugung in Haushalten genutzt werden.

Q & A

Was ist das Problem bei der Nutzung erneuerbarer Energien wie Solar- und Windkraft?

Das Problem besteht darin, dass es Zeiten gibt, in denen mehr Strom produziert wird, als tatsächlich benötigt wird, zum Beispiel an sonnigen Tagen, wenn die Solaranlagen viel Energie erzeugen, aber der Stromverbrauch niedrig ist.

Warum können Batterien nicht genügend Strom aus erneuerbaren Energiequellen speichern?

Batterien haben nicht genügend Kapazität, um den überschüssigen Strom, der in Zeiten von hohem Energieaufkommen erzeugt wird, zu speichern. Daher wird nach alternativen Lösungen gesucht.

Was bedeutet der Begriff 'Power-to-Gas'?

Power-to-Gas ist ein Verfahren, bei dem überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Solar- oder Windenergie in ein brennbares Gas umgewandelt wird. Dieses Gas kann gespeichert und später wieder verwendet werden.

Wie funktioniert die Elektrolyse im Power-to-Gas-Verfahren?

Bei der Elektrolyse wird Wasser in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) aufgespalten. Der überschüssige Strom wird dazu verwendet, die Elektrolyse zu betreiben, und das erzeugte Wasserstoffgas kann gespeichert und bei Bedarf genutzt werden.

Warum wird destilliertes Wasser in der Elektrolyse verwendet?

Destilliertes Wasser wird verwendet, weil es frei von gelösten Stoffen ist, die den Elektrolyseprozess stören könnten. Um jedoch den Stromfluss zu ermöglichen, werden dem Wasser Ionen zugesetzt, zum Beispiel durch Natron.

Was passiert, wenn Strom durch das Wasser in der Elektrolysezelle fließt?

Wenn Strom durch das Wasser fließt, wird das Wasser in zwei Gase aufgespalten: Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2). Der Wasserstoff bildet sich doppelt so schnell wie der Sauerstoff, was durch die entstehenden Blasen sichtbar wird.

Wie wird Wasserstoff im Power-to-Gas-Verfahren genutzt?

Der erzeugte Wasserstoff kann als Gas gespeichert und später verbrannt werden, um Strom zu erzeugen. In der Praxis wird Wasserstoff oft in Methan umgewandelt, da Methan einen höheren Brennwert hat und effizienter genutzt werden kann.

Warum wird Wasserstoff in Methan umgewandelt?

Wasserstoff wird in Methan umgewandelt, weil Methan einen viel höheren Brennwert hat. Das bedeutet, dass für das gleiche Volumen an Methan mehr Energie gewonnen werden kann als aus Wasserstoff, was es zu einer effektiveren Lösung macht.

Wie wird Methan in das Erdgasnetz eingespeist?

Methan kann in das bestehende Erdgasnetz eingespeist werden, wo es dann genutzt wird, um Strom oder Wärme in privaten Haushalten zu erzeugen, wodurch es als Energiespeicher und Energieträger fungiert.

Was sind die Vorteile des Power-to-Gas-Verfahrens?

Das Power-to-Gas-Verfahren bietet eine sehr effiziente Methode, überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien zu speichern und bei Bedarf zu nutzen. Es ermöglicht die Umwandlung von überschüssiger Energie in ein leicht speicherbares Gas, das sowohl zur Strom- als auch Wärmeerzeugung verwendet werden kann.