Auf der Suche nach der Energie von morgen

Seit 2011 wird am Technologietransferzentrum Energie (TZE) in Ruhstorf (Lkr. Passau) daran geforscht, Alternativen zu Diesel & Co. zu finden. Zwischen 20 und 30 Forscher arbeiten in der Außenstelle der Hochschule Landshut. Eine Zwischenbilanz ziehen Prof. Dr. Karl Stoffel, Präsident der Hochschule, und Dr. Reinhart Schwaiberger, TZE-Geschäftsführer im PNP-Gespräch.

Das TZE startete mit dem Auftrag, ein Blockkraftwerk für Einfamilienhäuser zu entwickeln. Was ist daraus geworden?
Karl Stoffel: Wir wollen tatsächlich ein energieunabhängiges Einfamilienhaus aufbauen. Leider sprang ein wichtiger Entwicklungspartner ab, das Projekt wurde beendet. Wir haben mit Partnern von damals, darunter die Firma Hatz, noch viele Jahre weitergearbeitet. Letztlich wäre aber ein Miniblockheizkraftwerk für Privatleute viel zu teuer geworden. Und so wurde klar: Wir müssen größer denken, also an die Energieversorgung für kleinere oder mittlere Unternehmen. Dann hatten wir das Riesenglück, eine Stiftungsprofessur mit Prof. Dr. Karl-Heinz Pettinger einzuwerben. Wir können uns nun auf die chemischen und elektrischen Speichermöglichkeiten konzentrieren.

Das heißt?
Stoffel: Prof. Pettinger ist ein absoluter Fachmann für Lithium-Ionen-Speicher. Und wir beschäftigen uns als zweites Standbein mit dem Langzeitspeicher ,Power to Gas‘, die Umwandlung von Energie in Methan. Das treiben wir mit einem Kollegen der TH Deggendorf, Prof. Raimund Brotsack, voran, der seit über einem Jahr bei uns zur Hälfte angestellt ist.

Wer ist die Zielgruppe des TZE? Privatleute oder Unternehmen?
Stoffel: Eher größere Einheiten. Es geht generell darum, regenerative Energieträger längerfristig zu speichern. Mit elektrischen Speichern werden wir keinen Winter überstehen. Methan lässt sich dagegen bis zu vier Monate speichern. Prof. Brotsack arbeitet mit Mikroorganismen, die Stoffe in Gas umwandeln. Wir sind gerade dabei, ein internationales Projekt für den gesamten Donauraum mit 17 Partnern und uns als TZE bzw. Hochschule Landshut als Leadpartner aufzusetzen. Es war immer unser Ansatz, von hier aus auch nach Oberösterreich, nach Tschechien und darüber hinaus zu wirken.

Reinhart Schwaiberger: Mit der ILE Rott und Inn bearbeiten wir das Thema Klärschlammbeseitigung. Eine Idee ist, dass man den kommunalen Energiefresser Kläranlage in ein Kraftwerk umwandelt, indem man die biogenen Reststoffe zur Energiegewinnung nutzt. Power to Gas ist ein Thema der Energiewende per se.

Mitarbeiterparkplatz als großer riesiger Speicher

Die E-Mobilität kommt immer mehr in Schwung? Bringt das für Sie neue Forschungsansätze?
Stoffel: Durch die Lithium-Ionen-Speicherung ist man automatisch am Thema beteiligt. Mobile Energiespeicher sind aber nicht unser Schwerpunkt. Wir haben jedoch hier und in Landshut eine E-Tankstelle eingerichtet, um zu testen, ob und inwieweit ein Auto als Speicher nutzbar ist.

Soll ein Auto nicht fahren?
Schwaiberger: Wenn man davon ausgeht, dass der Anteil der Elektrofahrzeuge steigt, stehen auf Mitarbeiterparkplätzen künftig unzählige ungenutzte Speicher – 20 E-Autos speichern dann Energie in einer Größenordnung von einer Megawattstunde. Der Gedanke liegt also nahe zu überlegen, ob man aus diesem riesigen Speicher Energie holt, sie zwischenzeitlich anderweitig nutzt und später wieder zurückgibt. Das lässt sich so weit denken, dass der Autobesitzer sogar Energie von seiner Photovoltaikanlage daheim mitbringt. Damit können zum Beispiel teure Mittagsspitzen abgefangen werden. Es gibt ein Füllhorn von Anwendungsmöglichkeiten. Und wir testen solche Szenarien für ländliche Regionen in der Realität.

Ist dafür nicht eine gigantische Infrastruktur erforderlich?
Stoffel: Es war erst einmal relativ schwierig, einen Pkw zu finden, der in beide Richtungen tanken kann, also nicht nur be-, sondern auch entladen werden kann.

Schwaiberger: Wir arbeiten mit einem japanischen Modell. Unsere Premiumhersteller haben bisher leider nicht auf diesen Standard gesetzt. Aber wir führen Gespräche.

Ist Wasserstoff ein Thema für Sie?
Schwaiberger: Wasserstoff ist hervorragend geeignet für den Umgang im industriellen Umfeld, nicht aber in Kommunen oder kleineren Unternehmen. Wir können durch mikrobiologische Methanisierung aus Wasserstoff Erdgas herstellen. Daran forschen wir am TZE. Das ist für uns die Chance schlechthin, wie eine Energiewende mit dezentraler Energieversorgung gelingen kann.

Ist das in absehbarer Zeit bezahlbar?
Stoffel: Momentan ist die Herstellung noch sehr teuer. Es macht aber dann Sinn, wenn die Energiepreise steigen.

Schwaiberger: Ein Erdgaspreis von 4 oder 5 Cent pro Kilowattstunde zurzeit ist natürlich konkurrenzlos, wenn man die regenerative Alternative erst zwei, dreimal transformieren muss.

Aber die energieintensive Industrie klagt über die hohen Preise.
Schwaiberger: Gas und Strom sind insgesamt eher günstig. Aber im europäischen Vergleich ist Deutschland teuer. Und für die Erneuerbaren Energien ist dieser günstige Preis ein Handicap.

Bayerns Wirtschaftsminister favorisiert die dezentrale Energieversorgung. Kann das überhaupt funktionieren?
Schwaiberger: Ja! Man muss die Sonne ernten, wenn sie scheint. Wir machen das schon ganz gut, es geht aber jetzt um die Speicherung und den weiteren Zubau an Erneuerbaren Energien. Nehmen wir das Rottal – eine Region mit einer sehr großen Dichte von Photovoltaikanlagen. Bisher speisen wir massiv ein. Zukünftig müssen wir versuchen, diese Energie zu speichern und zu nutzen. Ob das für einen Chemiestandort Burghausen ausreichen kann, ist natürlich dahingestellt.

Warum gibt es keine derartigen Ambitionen im Rottal?
Schwaiberger: Die Ambitionen sind schon da, aber die EEG-Staffelung, die die Einspeisung ins Netz für Bestandsanlagen aktuell sehr gut bepreist, ist derzeit noch ein Handicap.

Wer müsste die Initiative ergreifen?
Schwaiberger: Das Problem sind zurzeit die Regulatorien, ein Wust an Verordnungen, die letztlich sinnvolle Lösungen wie die einer dezentralen Nutzung in Quartieren verhindern. Eine Änderung auf EU-Ebene wäre das Wichtigste, damit die technischen Möglichkeiten in der Fläche umgesetzt werden.

Ist die mit dem Chemie-Nobelpreis ausgezeichnete Lithium-Ionen-Batterie das Non-Plus Ultra in der Energiespeicherung?
Schwaiberger: Unser Lithium-Ionen-Experte, Professor Pettinger, könnte das sicher noch weiter ausführen. Aber: Zum Stand heute gibt es keine vergleichbare Technologie, wenn man die E-Mobilität voranbringen will. Der Ressourcenverbrauch ist natürlich problematisch, auch die Entsorgung ist noch nicht richtig gelöst. Da ist noch viel zu tun.

Gibt es Alternativen zu Rohstoffen wie Lithium, Kobalt und Nickel?
Schwaiberger: Professor Pettinger forscht auch an Alternativen zur Lithium-Technologie. Eine Lösung sind Salzwasserbatterien auf Natrium-Basis. Sie sind Lithium-frei, haben ein ähnliches Speicherpotenzial, allerdings nicht diese hohe Energiedichte, weshalb sie nicht zum Fahren geeignet sind. Sie eignen sich als Standspeicher für Haus oder Industrie. Eine zweite Technologie ist ebenfalls am Standort Ruhstorf zu sehen: Ein Container mit einer Redox-Flow-Batterie. Das ist ein elektrochemisches System, das sich ebenfalls für stationäre Großspeicher bzw. Netzentlastungsspeicher eignet.

Anfangs hieß es ja, ein TZE muss sich nach einer Startphase selbst finanzieren. Gelingt das?
Stoffel: Es hat sich herausgestellt, dass die Grundförderung des Freistaats weiterhin notwendig ist. Unser größtes Problem sind die fehlenden festen Personalstellen. Wir brauchen Ingenieure und Menschen mit Erfahrung vor Ort, was schwierig ist, weil wir diese momentan nur über befristete Projekte finanzieren können.

Es wird so getan, als kostet die Energiewende nichts

Gibt es bahnbrechende Projekte?
Schwaiberger: Bahnbrechend für uns waren eher strukturelle Erfolge, dass es uns gelungen ist, viel Geld aus europäischen Mitteln in die Region zurückzuholen. Es waren in den letzten fünf Jahren sicher fünf, sechs Millionen Euro, darunter einige grenzüberschreitende Großprojekte. Das hat uns einen riesigen Auftrieb gegeben.

Planen Sie weitere Technologietransferzentren?
Stoffel: Wir sind da nicht so aktiv wie unsere Hochschul-Nachbarn, setzen mehr auf Qualität denn auf Quantität. Neben diesem TZE führen wir noch ein Technologietransferzentrum in Dingolfing mit Schwerpunkt Produktion und Logistik. Es ist allerdings auch eine Frage der Finanzierung. Oberösterreich zum Beispiel unterstützt seine Hochschulen bei der Finanzierung von EU-Projekten besser.

Inwiefern?
Stoffel: Hochschulen müssen bei EU-Projekten einen hohen Eigenanteil leisten. Hier müsste uns der Freistaat viel stärker entlasten, denn wir holen ja EU-Mittel wieder zurück.

Schwaiberger: Aktuell sehen die EU-Förderrichtlinien bis zu 30 Prozent Eigenbeteiligung vor. Da steigen die meisten Hochschulen aus.

Stoffel: Österreich fördert die Hochschulen zu 100 Prozent. Wir haben in der Hochschulleitung schon Projekte ablehnen müssen, weil der Eigenanteil zu hoch war. Es war einfach nicht mehr darstellbar. Aus dem Grund ist auch ein Projektentwurf zwischen Dingolfing und Salzburg gescheitert.

Wie sieht in zehn Jahren unsere Energieversorgung aus?
Schwaiberger: Was die Mobilität angeht: Wenn mit so viel Geld angeschoben wird wie jetzt, wird Strom das Mittel der Wahl sein – für die Kurz- und Mittelstrecke, vermutlich nicht für die Langstrecke und den Schwerlastverkehr. Auch hier wird Gas eine große Rolle spielen. Und dezentral stelle ich mir vor, dass Quartiersspeicher von lokal erzeugtem Photovoltaikstrom gespeist werden. Davon bin ich überzeugt, und es muss auch so kommen, wenn wir im entferntesten unsere Klima-Ziele erreichen wollen.

Sind Großprojekte wie Pumpspeicher und Stromtransporte über Großtrassen dann überhaupt noch nötig?
Stoffel: Ja, sind sie. Die Trassen werden sicher kommen – aber viel zu spät.
Schwaiberger: Darum müssen wir uns zusätzlich regional aufstellen, sonst wird es wirklich kritisch. Oder wir kaufen Strom aus Tschechien.

Haben wir überhaupt schon mit der Energiewende begonnen?
Stoffel: Deutschland ist stehen geblieben. Wir machen meiner Meinung nach den Fehler, dass Großprojekte wie die Energiewende angekündigt werden und so getan wird, als koste das alles nichts.

Ist der Ausstieg aus der Atomenergie ein Fehler?
Stoffel: Nein. Ich finde, die Energiewende war der richtige Schritt. Aber man muss den Weg, insbesondere beim Ausbau der Erneuerbaren Energien konsequent weitergehen. Und das ist nicht passiert. Es gab zu viele Stopps und halbherzige Debatten.

Quelle: Passauer neue Presse, 16.11.2019