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Klimafonds
Dossier
Wasserstoff

Projekt
Underground Sun Conversion

Dieses weltweit einzigartige Forschungsprojekt untersucht die natürliche Umwandlung von grünem Wasserstoff in grünes Gas in unterirdischen Sandstein-Lagerstätten und bildet damit „Erdgeschichte im Zeitraffer“ ab.

Stand: Jänner 2021

Durch den zunehmenden Umstieg auf erneuerbare Energiegewinnung steigt weltweit die Nachfrage nach speicherbaren Energieträgern. Vor allem Energieträger mit hoher Energiedichte wie Methan/Erdgas werden für industrielle Anwendungen, Wärmeerzeugung und zur Nutzung im Schwerverkehr benötigt. Das Forschungsprojekt „Underground Sun Conversion“ widmet sich daher einem Verfahren, das sowohl eine Lösung für die Erzeugung von Energieträgern mit hoher Energiedichte bietet als auch die Speicherfrage löst und damit einen nachhaltigen Kohlenstoff-Kreislauf etablieren wird.

Rohre

©RAG (photography: RAG-Archiv) Im Rahmen von „Underground Sun Conversion“ soll direkt in einer Erdgaslagerstätte Erdgas durch einen gezielt initiierten mikrobiologischen Prozess natürlich „erzeugt“ und gleich dort gespeichert werden.

Dazu wird im Projekt aus Sonnen- oder Windenergie und Wasser (Power-to-Gas-Technologie) zunächst in einer oberirdischen Anlage Wasserstoff erzeugt und dieser – gemeinsam mit CO2 – in eine vorhandene Erdgaslagerstätte eingebracht. In mehr als 1.000 Meter Tiefe wandeln anschließend natürlich vorhandene Mikroorganismen diese Stoffe in erneuerbares Erdgas um, welches in weiterer Folge direkt in dieser Erdgaslagerstätte gespeichert, bei Bedarf jederzeit entnommen und über die vorhandenen Leitungsnetze zu Verbrauchern transportiert werden kann. Diese weltweit einzigartige und innovative Methode bildet gewissermaßen den natürlichen Entstehungsprozess von Erdgas nach, verkürzt ihn durch die Nutzung der vorhandenen Lagerstätten aber um Millionen von Jahren – Erdgeschichte im Zeitraffer also.

Das Projekt baut auf dem bereits im Sommer 2017 abgeschlossenen und ebenfalls vom Klima- und Energiefonds geförderten Projekt „Underground Sun Storage“ auf. Damals wurde in einer kleinen, ausgeförderten Gaslagerstätte in Pilsbach/Oberösterreich die Speicherung von umgewandelter Sonnenenergie in Wasserstoff geprobt.

Am gleichen Ort wurde nach umfangreichen Vorbereitungs- und Planungsarbeiten im Rahmen von „Underground Sun Conversion“ eine Versuchsanlage errichtet und im Oktober 2018 in Betrieb genommen. Anschließend wurde die Lagerstätte erstmals mit einem Gemisch aus Erdgas, Wasserstoff und Kohlendioxid befüllt. Die Einbringung der für die mikrobiologische Reaktion erforderlichen Gase erfolgte zunächst nur über eine Sonde, über die das Gasgemisch nach der Reaktionszeit auch wieder entnommen werden musste. Um die Versuche im Kreislaufbetrieb weiterzuführen und damit weit flexibler zu gestalten, wurde im Sommer 2019 eine zweite Speicherbohrung durchgeführt. Mit Ende September 2019 begannen dann Tests im sogenannten „Cycle-Betrieb“, es folgten zahlreiche weitere Analysen und wissenschaftliche Feldversuche.

Das Ziel des Forschungsprojekts ist es, zu zeigen, dass vorhandene Erdgaslagerstätten als natürliche geologische „Reaktoren“ zur großvolumigen und saisonalen Speicherung von in Spitzenzeiten erzeugten erneuerbaren Energien genutzt werden können. Damit würde die bislang fehlende, aber dringend benötigte Flexibilität im Umgang mit erneuerbaren Energien geschaffen. Ziel ist es außerdem, die Übertragbarkeit der gewonnenen Ergebnisse auf viele andere Lagerstätten weltweit zu prüfen und eine Prozesskette für spätere industrielle Anwendungen zu entwickeln.

Die Eckdaten

  • Projektzeitraum: 03/2017–02/2021
  • Konsortialführer: RAG Austria AG
  • Partner: Montanuniversität Leoben, Universität für Bodenkultur Wien, Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib), Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz, Axiom
  • Förderung durch Klima- und Energiefonds: 4,92 Millionen Euro
  • Gesamtkosten des Projektes: 7,73 Millionen Euro
  • Weitere Informationen unter www.underground-sun-conversion.at