Die Natur nachahmen wollen Forschende und tief im Boden Erdgas erzeugen: anders als vor Jahrmillionen diesmal klimaneutral.

 

Die Schweizer Materialforschungsanstalt Empa ist an einem internationalen Forschungsprojekt beteiligt, das eine unkonventionelle Lösung für die saisonale Speicherung von nachhaltiger Energie ins Auge fasst: Erneuerbarer Wasserstoff und Kohlendioxid werden zusammen in den Boden gepumpt, wo natürlich vorkommende Mikroorganismen die beiden Stoffe in Methan, den Hauptbestandteil von Erdgas, umwandeln.

"Underground Sun Conversion" nennt sich die vom österreichischen Energieunternehmen RAG Austria AG patentierte Technologie. Sie bietet einen Weg, um erneuerbare Energie saisonal und in großem Maßstab zu speichern und ganzjährig verfügbar zu machen. Im Sommer wird dabei überschüssige erneuerbare Energie wie Solarstrom in Wasserstoff (H2) umgewandelt. Dieser wird dann zusammen mit Kohlendioxid (CO2) in natürlichen Untergrundspeichern – zum Beispiel ehemaligen Erdgaslagerstätten – in über 1.000 Metern Tiefe eingelagert.

Dort kommen Mikroorganismen aus der Urzeit, sogenannte Archaeen, ins Spiel. Sie wandeln über ihren Stoffwechsel Wasserstoff und CO2 zu erneuerbarem Methan (CH4) um. Archaeen sind auf der ganzen Welt verbreitet, vorwiegend in sauerstoffarmen Umgebungen, und sie waren vor Millionen von Jahren bereits für die Umwandlung von Biomasse in Erdgas verantwortlich. Durch die Zuführung von Wasserstoff und CO2 in geeignete poröse Sandsteinlagerstätten wird dieser Prozess quasi von Neuem gestartet. Das dort erzeugte Methan kann dann im Winter den Speichern wieder entzogen und als CO2-neutrales Erdgas vielfältig genutzt werden.

Zur Weiterentwicklung der Technologie haben sich nun österreichische und Schweizer Energieunternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen. In einem vom europäischen Forschungsrahmenprogramm ERA-Net geförderten Projekt werden in den nächsten zwei Jahren die technischen und wirtschaftlichen Potenziale in der Schweiz und Österreich ausgelotet. In der Schweiz sind das Energieunternehmen Energie 360°, die Empa, die Universität Bern und die Ostschweizer Fachhochschule OST beteiligt.

Die Empa entwickelt dabei eine Perspektive auf das gesamte Energiesystem: "Wir schauen uns an, wann und wo Überschussstrom anfällt, wo geeignete CO2-Quellen wären und wo letztlich auch die Nachfrage nach erneuerbarem Erdgas vorhanden ist", erklärt Martin Rüdisüli von der Empa-Abteilung Urban Energy Systems. Zusammen mit den geologischen Voraussetzungen, die von der Universität Bern untersucht werden, und den ökonomischen Randbedingungen, die von der OST erarbeitet werden, soll daraus eine Landkarte mit möglichen Standorten für die Anwendung der Underground-Sun-Conversion-Technologie entstehen.

Martin Rüdisüli hält die Technologie für vielversprechend. Insbesondere deshalb, weil sie neben der biologischen Methanisierung auch gleich eine Antwort auf das saisonale Speicherproblem liefert. "Auch bei einem großen Anstieg der Methangasproduktion bräuchte es dank der natürlichen Speicher im Erdinnern keinen Ausbau der oberirdischen Speicherinfrastruktur", sagt er.