Energie Speicher
Power-to-Gas erlaubt die Speicherung und den Transport von elektrischer Energie in Form von komprimiertem Gas, wobei häufig die bestehende Infrastruktur für den Transport und die Speicherung von Erdgas genutzt wird. Diese Technologie wird oft als die vielversprechendste Möglichkeit zur saisonalen Speicherung erneuerbarer Energien angesehen.
P2G-Systeme können als Ergänzung zu Windparks oder Solarkraftwerken eingesetzt werden, um überschüssige Energie zu speichern und später zu nutzen. Die Speicherkapazität des deutschen Erdgasnetzes liegt bei ca. 200.000 GWh. Das reicht, um den Energiebedarf für mehrere Monate zu decken. Im Vergleich dazu beträgt die Kapazität aller deutschen Pumpspeicherkraftwerke nur etwa 40 GWh. Die bestehende Infrastruktur für den Erdgastransport ermöglicht es, riesige Gasmengen über große Entfernungen hinweg rentabel über Pipelines zu transportieren. Die Nutzung der bestehenden Erdgasleitungen für Wasserstoff wurde im Rahmen von verschiedenen Projekten untersucht.
Die Power-to-Gas-Technologie bietet also eine Möglichkeit, überschüssige erneuerbare Energie zu speichern und später bei Bedarf wieder in das Stromnetz einzuspeisen. Insbesondere in Kombination mit der bestehenden Infrastruktur für den Erdgastransport kann dies eine kosteneffektive Lösung sein. Die Speicherkosten pro Kilowattstunde sind im Vergleich zu anderen Speichertechnologien wie Batterien oder Pumpspeicherkraftwerken relativ niedrig. Allerdings ist der Wirkungsgrad derzeit noch geringer als bei anderen Speichertechnologien, und es gibt noch Potenzial zur Verbesserung. Einige Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass durch den Einsatz von reversiblen Festoxidzellen und die Wiederverwendung von Abwärme der Wirkungsgrad deutlich verbessert werden kann.
CO2 Reduktion
Power-to-Gas-Systeme könnten zudem für die Reduktion von Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor sorgen. Durch die Erzeugung von synthetischen Kraftstoffen, die aus erneuerbarem Strom und CO2 hergestellt werden, kann der Verkehrssektor auf erneuerbare Energie umgestellt werden. Diese Kraftstoffe können in Brennstoffzellen- oder Wasserstoffantrieben verwendet werden, um emissionsfreie Mobilität zu ermöglichen. Das Konzept der Power-to-X-Technologie (P2X) erweitert die Anwendungsmöglichkeiten von Power-to-Gas-Systemen auf andere Bereiche, wie z.B. die chemische Industrie und die Produktion von grünem Stahl.
Ausblick
Obwohl Power-to-Gas eine vielversprechende Technologie ist, gibt es auch etliche Herausforderungen, die es zu überwinden gilt. Die Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse ist derzeit noch teurer als die Herstellung aus fossilen Brennstoffen, und der Wirkungsgrad noch relativ gering. Um die Technologie wirtschaftlich rentabel zu machen, sind daher weitere Fortschritte bei der Effizienzsteigerung und Kostensenkung erforderlich. Außerdem müssen die rechtlichen und regulatorischen Rahmenbedingungen angepasst werden, um die Integration von Power-to-Gas in das Energiesystem zu erleichtern. Power-to-Gas hat das Potenzial, eine der wichtigsten Rollen bei der Umstellung auf eine nachhaltige Energieversorgung zu spielen und zu einer massiven Reduktion von Treibhausgasemissionen beizutragen.