Drei fürs Klima

Die Internationale Energieagentur (IEA) prognostiziert für das Jahr 2020, dass die globalen CO 2-Emissionen voraussichtlich um 8 Prozent, das entspricht fast 2,6 Gigatonnen, auf das Niveau von vor zehn Jahren zurückgehen werden. Die Corona-Krise hat unmittelbare Auswirkungen auf den Energieverbrauch und damit auch auf den verringerten Emissionsausstoß. Wie nach früheren Krisen könnte der Wiederanstieg der Emissionen jedoch größer sein als der Rückgang, es sei denn, die Investitionen, die die Wirtschaft wieder in Schwung bringen sollen, werden darauf ausgerichtet, die Energieinfrastruktur klimafreundlicher zu gestalten. Wie also erzeugen wir in Zukunft umweltfreundlich und zuverlässig Strom? Womit werden unsere Antriebe und Systeme klimaneutral Leistung erzeugen? Und wie schaffen wir das möglichst wirtschaftlich? Die eine richtige Antwort auf diese Fragen gibt es nicht. Sicher scheint, dass es verschiedener Lösungsansätze bedürfen wird, die gemeinsam ihren Beitrag leisten werden. Zu den vielversprechendsten gehören leistungsstarke Batterien, synthetische Kraftstoffe und die Brennstoffzelle.  

Eine Chance für Batterie, Brennstoffzelle und Power-to-X  

In Deutschland stammte zwischen Januar und März 2020 erstmals mehr als die Hälfte des erzeugten Stroms aus erneuerbaren Energien. Strom aus Sonne und Wind ist jedoch wetterabhängig. Eine konstante und sichere Stromversorgung aus diesen erneuerbaren Quellen ist nur dann gewährleistet, wenn sie mit zuverlässigen Bausteinen kombiniert werden, die jederzeit einspringen können, wenn etwa Flaute herrscht und es regnet, oder erneuerbare Energien aus anderen Gründen ausfallen. Gerade jetzt könnte deshalb die Stunde für den großflächigen Einsatz von Batterien und Brennstoffzellen kommen – als Schlüssel für eine zuverlässige, saubere Energiezukunft. „Diese Technologien sind schon seit einiger Zeit Teil unserer Entwicklungs-Roadmap“, erklärt Peter Riegger, Bereichsleiter des Rolls-Royce Power Labs, in dem der Geschäftsbereich Power Systems von Rolls-Royce alle Themen rund um die Technologieentwicklung bündelt: „Wir prüfen verschiedenste Szenarien und Anwendungsfelder.“ Das Besondere an Batterien und Brennstoffzelle: Mit ihnen kann man die Bereiche Strom, Wärme und Mobilität, die zusammen für fast die Hälfte der klimaschädlichen Emissionen verantwortlich sind, stärker vernetzen. Diese sogenannte Sektorkopplung ist ein wichtiger Bestandteil der Dekarbonisierung.

Großes Energiespeicherportfolio

Am weitesten fortgeschritten auf der entsprechenden Technologie-Roadmap von Rolls-Royce Power Systems ist derzeit der Einsatz von Batteriecontainern: Mit dem Kauf der Mehrheitsanteile des Startup Qinous hat sich das mtu-Produktportfolio um weitere Batteriespeicher vergrößert. Im firmeneigenen mtu-Microgrid in Friedrichshafen beispielsweise speichert ein Batteriecontainer mit einer Kapazität von einer Megawattstunde überschüssige Energie und schafft so die Flexibilität beim Einsatz der verschiedenen Energiequellen. Gleichzeitig verringern die Batterien die Betriebszeit der Aggregate mit fossilen Brennstoffen. Ein weiterer Vorteil der Batterietechnologie: sie unterstützt die Frequenz- und Spannungsregelung im Energienetz.

Flexible Technologien gefragt

Der steigende Einsatz regenerativer Energiequellen erfordert viel Flexibilität: Neben flexiblen Kraftwerken, Lastmanagement, Netzausbau und der Speicherung von Energie ist die flexible Sektorenkopplung mit Power-to-X ein weiterer wichtiger Baustein. Dabei wird überschüssiger Strom in einen anderen Energieträger umgewandelt. Besonders relevant für die Sektorkopplung sind dabei synthetische Kraftstoffe. „Synthetische Kraftstoffe aus Power-to-X-Prozessen sind eine klimaneutrale Alternative zu fossilen Brennstoffen. Sie haben den gleichen Brennwert, können einfach gelagert und transportiert werden und ermöglichen den klimaneutralen Betrieb vorhandener Infrastrukturen mit Verbrennungsmotoren“, erklärt Dr. Daniel Chatterjee, Leiter des Green- und Hightech-Programms bei Rolls-Royce Power Systems.

Rolls-Royce unterstützt die Erforschung dieser grünen Kraftstoffe in mehreren Projekten, gemeinsam mit Partnern aus Politik, Forschung und Industrie. Dazu gehört ein gemeinsames Vorhaben mit dem Land Brandenburg, der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus, sowie weiteren Unternehmen, um ein Kompetenzzentrum für Power-to-X im deutschen Bundesland Brandenburg aufzubauen. Im Projekt MethQuest, das durch das deutsche Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wird, übernimmt Rolls-Royce Power Systems aktuell eine führende Rolle. Ziel ist es, Technologien zu untersuchen und zu entwickeln, mit denen Methan möglichst effizient unter Zuhilfenahme von Strom aus erneuerbarer Energie erzeugt werden kann. Dieses „grüne Methan“ könnte dann klimaneutral in Stromerzeugungsanlagen ebenso wie in Zügen und Schiffen verwendet werden.