Energetische und wirtschaftliche Betrachtung einer dezentralen Methanolsynthese zur Speicherung von erneuerbarer Energie

Zum Gelingen der Energiewende in Deutschland müssen das bestehende Stromnetz ausgebaut und neue Speichertechnologien, u.a. neue Langzeitspeicher, entwickelt werden. Großtechnische Langzeitspeicher für elektrische Energie sind heute vor allem Pumpspeicherkraftwerke, die aufgrund des hohen Platzbedarfs und dem Fehlen geeigneter Standorte nur in begrenztem Umfang installiert werden können. Neue Ansätze zur Speicherung von elektrischer Energie über lange Zeiträume sind chemische Konversionsspeicher. Diesbezüglich wird von verschiedenen Instituten und Energieversorgern intensiv an Power-to-Gas geforscht. Eine Alternative dazu bietet die Methanolsynthese, da Produkte mit einer höheren Wertschöpfung erzeugt werden können. Methanol hat den Vorteil, dass es als flüssiges Produkt mit einer Oktanzahl von über 100 als Benzinersatz in Fahrzeugen bei geringen Modifikationen der Motoren eingesetzt werden kann. Außerdem ist Methanol ein wichtiger Ausgangsstoff für Synthesen und eine Basischemikalie in der chemischen Industrie. Hierzu wurde eine dezentrale Power-to-Methanol-Anlage mit einer Jahresproduktion von etwa 1300 t energetisch und wirtschaftlich betrachtet, die mittels Überschussstrom aus fluktuierenden erneuerbaren Energien betrieben wird. Anhand der energetischen Betrachtung konnte ein spezifischer Stromverbrauch von 12 MWhel/tMeOH ermittelt werden. Für die Gesamtanlage sind Investitionskosten von rund 11 Mio. Euro notwendig. Die Methanolgestehungskosten betragen für die bilanzierte Anlage 700 bis 1400 e/tMeOH. Die Methanolkosten lassen sich durch Optimierung der Teilprozesse, vor allem im Bereich der Elektrolyse, noch deutlich senken. Eine deutliche Degression der Investitionskosten für Elektrolyseure kann beispielsweise durch die Industrielle Fertigung erreicht werden. Die Marktdurchdringung von grünem Methanol als klimaneutraler Brennstoff oder als Basischemikalie sollte durch geeignete Fördermaßnahmen von Langzeitenergiespeichern durch die Politik unterstützt werden. Ein wirtschaftlicher Betrieb von Power-to-Methanol-Anlagen kann durchaus erreicht werden, wenn die Methanolsgestehungskosten etwa um die Hälfte gesenkt werden.