Underground Sun.Storage

Chemical storage of renewable energy in porous subsurface reservoirs with exemplary testbed

Das Projekt untersucht die Wasserstoffverträglichkeit von Untergrundgasspeichern (Porenspeichern). Den Impuls dazu liefert das System Power-to-Gas, das mithilfe von elektrischer Energie durch dynamische Elektrolyseverfahren Wasserstoff gewinnt, der in weiterer Folge in das Erdgasnetz eingespeist werden soll. Das Energieinstitut an der JKU Linz realisiert hierzu im Projekt detaillierte und umfangreiche rechtliche Analysen sowie ökonomische Bewertungen.

Projektinhalt:
Mit steigenden Anteilen der Energieversorgung durch volatile erneuerbare Energiequellen (Wind und Solar) steigt auch der Bedarf an Speichermöglichkeiten, um saisonale Schwankungen ausgleichen zu können. Ein weit verbreiteter Ansatz zur Lösung ist die „Power-to-Gas“- Technologie. Elektrolyse wandelt Überschüsse aus der Produktion erneuerbarer Energie in Wasserstoff um, der sich im Erdgassystem speichern lässt. Zahlreiche Untersuchungen beschäftigen sich mit der Wasserstofftoleranz der Erdgasinfrastruktur. Mit Ausnahme der Untergrund-Gasspeicher, zu denen noch keine Untersuchungen vorliegen, kamen Ergebnisse zustande, die einen Wasserstoffanteil im einstelligen Prozentbereich plausibel erscheinen lassen.
Die Untersuchung der Wasserstoffverträglichkeit der Untergrundgasspeicher ist Hauptgegenstand dieses Leitprojektes. Gelingt ein positiver Nachweis, ließen sich die Gasspeicher mit ihren enormen Speichervolumina (77.000 GWh, das entspricht 7 Milliarden m³ allein in Österreich) im Energiesystem der Zukunft neu positionieren und können als Ausgleichsspeicher für erneuerbare Energien dienen. Dieser Nachweis ist selbst dann erforderlich, wenn im System „Power to Gas“ der Weg der Methanisierung von Wasserstoff gewählt wird, weil auch in diesem Fall Restgehalte an Wasserstoff im einstelligen Prozentbereich verbleiben. Im Zuge des Leitprojekts wird der Nachweis für Wasserstoffgehalte bis 10 Prozent angestrebt, sodass die Speicher künftig nicht den limitierenden Faktor im Gesamtsystem darstellen.
Zur Erreichung dieser Ziele sind Laborversuche, Simulationen und ein In-situ-Versuch im industriellen Maßstab an einer existierenden Lagerstätte vorgesehen, deren Eigenschaften mit den großen erschlossenen Speicherreservoirs in Österreich zu vergleichen sind. Diese Untersuchungen begleitet eine Risikobewertung, ein Life Cycle Assessment, sowie eine Analyse der rechtlichen und ökonomischen Rahmenbedingungen. Durch den Abgleich der Ergebnisse aus dem Labor, Simulationen und In-situ-Versuch lassen sich die im Rahmen dieses Projektes (weiter-)entwickelten Simulationstools kalibrieren. Damit wird angestrebt, ähnliche Fragestellungen für viele andere Speicherstrukturen weltweit untersuchen zu können.

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Das Projekt wird durch den Klima- und Energiefonds gefördert.

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