Synthetische Treibstoffe
Aufgrund saisonaler Schwankungen bei der Produktion erneuerbarer Elektrizität wird es sich selbst bei idealem Stromverbrauchs- und Netzmanagement nicht vermeiden lassen, dass temporär überschüssige erneuerbare Elektrizität anfällt. Die Empa transfomiert in ihrem Demonstrator für die Mobilität der Zukunft (move) diese überschüssige Energie in Energieträger, die zeitlich und örtlich flexibel eingesetzt werden können.
Elektroautos und Netzbatterien
In den Batterien von E-Fahrzeugen kann überschüssige Elektrizität direkt gespeichert werden. An der Empa übernimmt eine fest installierte Netzbatterie die Aufgabe, den tagsüber anfallenden Überschussstrom zwischenzuspeichern. Nachts lassen sich damit die leeren Fahrzeugbatterien aufladen. Das derzeit grösste Problem sind die Kosten für Netzbatterien.
Wasserstofffahrzeuge
Mithilfe der Elektrolyse kann elektrische Energie in einen chemischen Energieträger (H2) umgewandelt werden, mit dem Vorteil, dass sich Wasserstoff einfacher speichern und in der Mobilität nutzen lässt. Im Auto wird die Energie im Wasserstoff in der Brennstoffzelle zu Strom umgewandelt, der den Elektromotor antreibt. Aus dem Auspuff entweicht nur Wasserdampf. Durch den Einbezug von Wetterprognosen kann beispielsweise eine Lastanpassung der Elektrolyseanlage zur Herstellung von Wasserstoff vorausgeplant und der benötigte Treibstoff für eine Schlechtwettterperiode vorzeitig bereitgestellt werden.
Damit sich Wasserstoff als Treibstoff für Brennstoffzellenfahrzeuge mittelfristig durchsetzen kann, muss das Tankstellennetz ausgebaut werden. Bisher gibt es in der Schweiz erst zwei Tankstellen: an der Empa Dübendorf und beim Coop-Verteilzentrum Hunzenschwil.
Methan als Treibstoff
Um Methan für Gasfahrzeuge herzustellen, wird eine Methanisierungsanlage gebraucht. Diese wandelt überschüssige Elektrizität zunächst mittels Elektrolyseur in Wasserstoff und anschliessend in einem weiteren chemischen Prozess mit aus der Umgebungsluft absorbiertem CO2 in synthetisches Methan (CH4) um, das die gleichen Eigenschaften hat wie Erdgas oder Biomethan aus Biogasanlagen. Synthetisches Methan kann beispielsweise ins Erdgasnetz eingespeist, dort in einem gewissen Umfang gepuffert und zu einem späteren Zeitpunkt für gasbetriebene Autos genutzt werden.
Daran, dass sich nur eine der drei Varianten in den nächsten Jahren durchsetzen wird, glaubt Urs Cabalzar nicht. Der Projektleiter von «move» geht eher davon aus, dass sie sich parallel jeweils für unterschiedliche Anwendungsbereiche weiterentwickeln. Er ist auch überzeugt, dass chemische Energieträger auch in Zukunft für Schwerverkehr und Langstreckenanwendungen unverzichtbar bleiben.
