Am hessischen Biogasforschungszentrum (HBFZ) auf dem Landwirtschaftszentrum Eichhof in Bad Hersfeld entsteht zurzeit eine Versuchsanlage zur Power-to-Gas-Technologie (PtG) mit einer Leistung von 50 kW. Mit der Anlage will das Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) aus Kassel die Langzeitspeicherung von Strom aus Wind- und Solarenergie lösen. Dass sich aus überschüssigem Wind- oder Solarstrom kostengünstig Methangas herstellen lässt, haben die Forscher bereits nachgewiesen. Nun fördert das hessische Umweltministerium mit über einer Million Euro die Umsetzung in die Praxis. Die Bauarbeiten dazu beginnen im Herbst 2016 und sollen im Sommer 2017 abgeschlossen sein. Dann folgt der fünfzehnmonatige Testbetrieb.  

Mit der PtG-Technologie wird erneuerbarer Strom in den Energieträger Wasserstoff und einem zweiten Schritt in Methan umgewandelt. Da sich Wasserstoff laut Fraunhofer IWES nur sehr begrenzt in das Erdgasnetz einspeisen lässt (2 bis 5 Volumenprozent-Prozent), wird mit dem Methan ein speicherbarer und flexibel einsetzbarer Energieträger erzeugt, der unabhängig von Ort und Zeit wieder rückverstromt werden kann.

Bei der Methanisierung reagiert der Wasserstoff (H₂) mit Kohlendioxid (CO₂) in einem Reaktor zu Methan (CH₄). Als CO₂-Quellen gibt es verschiedene Alternativen für den Einsatz in PtG-Anlagen, z.B. Verbrennungsanlagen oder Zementwerke. Biogasanlagen bieten laut Fraunhofer IWES allerdings eine Reihe von Vorteilen. Sie stellen das CO₂in hoher Konzentration (40 bis 50 Vol.%) und fast ohne störende Begleitelemente bereit. Außerdem lässt sich bei Biogasanlagen die bereits vorhandene Infrastruktur für die Integration von PtG-Anlagen nutzen.

Eine besonders interessante Option zur Nutzung von CO₂ aus Biogas ist nach Ansicht der Wissenschaftler die Direktmethanisierung. Damit kann die aufwändige CO₂-Abtrennung z.B. durch eine Aminwäsche entfallen. Hierdurch könnten auch kleinere Biogasanlagen als potenzielle CO₂-Quelle in Frage kommen.

Staatsministerin Priska Hinz betonte bei Übergabe des Zuwendungsbescheids: „Die hessische Landesregierung will bis 2050 die Energieversorgung komplett auf erneuerbare Energien umstellen. Dabei helfen solche innovativen Projekte, wie das hier geförderte Vorhaben von Fraunhofer IWES.“ Auch wenn Biomasse erneuerbar sei und ständig nachwachse, so sei sie dennoch nicht im unbegrenzten Maße verfügbar. Daher sei es zwingend nötig, sie gezielt einzusetzen und effizient zu nutzen. Forschungsprojekte wie die geförderte Power-to-Gas-Anlage wiesen dafür den Weg. Laut Fraunhofer IWES bietet die Power-to-Gas-Technologie (PtG) zudem die Möglichkeit, vorhandene Biogasanlagen flexibler zu betreiben, ohne mehr Biomasse einzusetzen.

Auch auf dem HBFZ am Eichhof ist bereits eine landwirtschaftlich genutzte Biogasanlage des Landesbetriebs Landwirtschaft Hessen (LLH) vorhanden. „Die Methanisierung von Stromüberschüssen kann bei den heute vorhandenen rund 8000 Biogasanlagen in Deutschland dazu beitragen, den Gesamtenergieumsatz sowie den Energieoutput zu steigern, ohne weitere Biomassemengen einzusetzen“, ergänt Dr. Bernd Krautkremer, Abteilungsleiter Bioenergie-Systemtechnik. Damit würden sich auch neue Geschäftsmodelle für landwirtschaftliche Biogasanlagen ergeben und die Landwirte zur Versorgungssicherheit und zur Wertschöpfung ländlicher Regionen beitragen. Bedingung dafür seien allerdings geeignete Marktmechanismen.