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05.03.2019

Power-to-X: Wohin mit überschüssiger Energie aus erneuerbaren Energien?

Wohin mit überschüssiger Energie aus erneuerbaren Energien?

Der Ausbau der erneuerbaren Energien stellt neue Anforderungen an die Stromversorgung. Witterungsabhängige regenerative Energien wie Wind und Sonne stehen nicht stetig zur Verfügung, sondern fluktuieren. Dadurch kommt es zu Spitzen bei der Stromerzeugung, die heute durch Abregeln ausgeglichen werden. Mit zunehmendem Anteil der regenerativen Energien wird jedoch die Menge des potentiell überschüssigen Stromes signifikant zunehmen und die Frage nach vollständiger effizienter Nutzung dieser Energien wird immer wichtiger. Innovative Speichertechnologien sind gefragt, um das zeitliche Ungleichgewicht zwischen Energieerzeugung und -bedarf und somit das Gelingen der Energiewende zu ermöglichen.

Dies sollen in Zukunft unter anderem Power-to-Gas-Anlagen leisten. Der Begriff Power-to-Gas bezeichnet die Umwandlung von elektrischer Energie (Strom) in chemische Energie (Gas) mittels der Wasserelektrolyse. Das dabei im ersten Schritt entstehende Wasserstoffgas kann sowohl energetisch (z.B. als Kraftstoff) als auch stofflich (z.B. in der Industrie) genutzt werden. Durch die Sektorenkopplung zur Mobilität und zur chemischen Industrie ergeben sich wirtschaftlich attraktive Optionen und die Möglichkeit, CO2-Minderungsmaßnahmen in diesen Bereichen umzusetzen.

Der durch die Elektrolyse gewonnene Wasserstoff lässt sich auch zu Methan weiterverarbeiten und kann in bestehende Infrastrukturen integriert bzw. dort gespeichert und anschließend in verschiedenen Anwendungsbereichen genutzt werden.

In einem weiteren Umwandlungsschritt lassen sich auch synthetische, flüssige Kraftstoffe (sogenannte E-Fuels) herstellen. Den gesamten Umwandlungsprozess bezeichnet man hierbei als Power-to-Liquid. Diese E-Fuels können konventionelle Verbrennungsmotoren betreiben und erfordern somit keinerlei Umstellung vom Verbraucher. Auch Tankstellen und die Infrastruktur zum Transport der flüssigen Kraftstoffe würden wie gewohnt weiter funktionieren, aber CO2-neutral sein, da zu ihrer synthetischen Herstellung Kohlendioxid aus der Atmosphäre oder von CO2-emittierenden Prozessen verwendet wird.

Mit Power-to-Gas/ Liquid ist laut Experten das Speicherproblem zumindest aus technischer Sicht bereits gelöst und stellt eine Schlüsseltechnologie von entscheidender Bedeutung für die Energiewende dar. Wieso gibt es dann bislang bis auf Pilotprojekte keine kommerziellen Power-to-Gas/ Liquid Anlagen auf dem Markt?

In unserer Studie schauen wir uns die Technologien und Möglichkeiten der Power-to-Gas/ Liquid-Wertschöpfungskette im Energiesystem genau an und beantworten die wichtigsten Fragen im Zusammenhang mit den Branchen, die heute und in Zukunft Energie bereitstellen und verbrauchen.

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