Erstmals wird in Österreich die Speicherung von Wind- und Sonnenenergie in einer ehemaligen natürlichen Erdgaslagerstätte erforscht. Ein österreichisches Konsortium unter der Führung der RAG Rohöl-Aufsuchungs Aktiengesellschaft hat dieses Thema aufgegriffen und wird eine Untertage-Speicherlösung auf Basis einer Beimengung von Wasserstoff bzw. synthetischem Methan untersuchen.

Das Projekt “Underground Sun.Storage” wurde erfolgreich im Rahmen der “e!Mission 2012 1. Ausschreibung” des österreichischen Klima- und Energiefonds als Leitprojekt eingereicht. Die Montanuniversität trägt als zentraler wissenschaftlicher Partner mit grundlegenden Laborexperimenten und Simulationen zu dem Projekt bei.

Stromgewinnung aus Sonnenenergie und Wind unterliegt starken wetterbedingten Schwankungen. Eine nachfrageorientierte Produktion wie bei konventionellen Kraftwerken üblich ist nicht möglich. Bereits heute gibt es in Europa Gebiete – z. B. das nördliche Burgenland –, wo an windreichen Tagen die Stromproduktion aus Windkraft die Nachfrage deutlich übersteigt. Bei zunehmendem Ausbau der Stromerzeugung aus Wind und Sonne gewinnt die Frage der Energiespeicherung massiv an Bedeutung.

Ein bereits vielfach diskutierter Lösungsansatz für das Speicherproblem ist die “Power-to-Gas”-Technologie. Mithilfe der überschüssigen Elektrizität aus Sonnen- und Windenergie wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Wasserstoff wird entweder direkt in die Erdgasinfrastruktur eingeleitet oder wird in einer sogenannten Methanisierung mit Kohlendioxid zu Methan umgewandelt, dem Hauptbestandteil von Erdgas. Dabei ist aus heutiger Sicht die direkte Wasserstoffbeimengung aufgrund des höheren Wirkungsgrades und der schlechten Verfügbarkeit von geeigneten Kohlendioxidquellen der wirtschaftlich einfachere Weg. Allerdings sind die Auswirkungen von Wasserstoff auf die eigentlichen Speicher in der Erdgasinfrastruktur – die Untertage-Gasspeicher – noch nicht erforscht.

Montanuniversität als zentraler wissenschaftlicher Partner

An der Montanuniversität wird an vier Lehrstühlen im Rahmen des Projekts “Underground Sun.Storage” geforscht:

Am Lehrstuhl für Reservoir Engineering (Univ.-Prof. Stephan Matthäi PhD.) werden die Geochemie der Porenlagerstätte sowie die Modellierung des reaktiven Stofftransports in ausgewählten Laborversuchen sowie mittels eines selbst entwickelten Simulationsprogramms untersucht. Damit wird u. a. die Übertragung der gewonnenen Ergebnisse auf andere Lagerstätten gesichert.

Die mögliche Entmischung von Wasserstoff und Erdgas wird in Langzeitexperimenten mit einem Aufbau von drei mit porösem Material gefüllten Druckreaktoren am Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Markus Lehner) überprüft.

Der Einfluss der Wasserstoff-Methan-Mischung auf die technischen Eigenschaften der in Untertage-Porenspeicher verwendeten Materialien wird am Lehrstuhl für Allgemeine und Analytische Chemie (Ao.Univ.-Prof. Dr. Gregor Mori) in Laborexperimenten untersucht.

Darüber hinaus werden vom Lehrstuhl für Wirtschafts- und Betriebswissenschaften (O.Univ.-Prof. Dr. Hubert Biedermann) in einer Risikobeurteilung mögliche Gefahren der Untertage-Wasserstoffspeicherung identifiziert und bewertet. Auch werden in einer Lebenszyklusanalyse die Umweltauswirkungen von realisierbaren Szenarien der Wasserstoffspeicherung bestimmt.

Laufzeit bis 2016

Eine Förderzusage für das Forschungsprojekt liegt vor. Die konkrete Umsetzung erfolgt vorbehaltlich des positiven Abschlusses der dafür notwendigen Genehmigungsverfahren. Nach entsprechenden Voruntersuchungen ist die Durchführung eines Speicherversuchs an einer natürlichen Lagerstätte (“in-situ”) geplant. Weitere Partner im Konsortium sind die Universität für Bodenkultur Wien – Department IFA Tulln, das Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz, der Verbund und die Axiom Angewandte Prozesstechnik GmbH. Das Forschungsprojekt soll bis 2016 abgeschlossen werden.

Weitere Informationen:

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Markus Lehner
Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes der Montanuniversität Leoben
Tel.: +43 3842 402-5000
E-Mail: markus.lehner(at)unileoben.ac.at
www.underground-sun-storage.at

Druckreaktoren zur Untersuchung des Gemischverhaltens von H2/CH4-Mischungen im Technikum des Lehrstuhls für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes