Power to Gas

Was bedeutet Power to Gas?

Power-to-Gas, auch bekannt als P2G oder PtG, ist eine Technologie, die überschüssige elektrische Energie mittels Elektrolyse in chemische Energie umwandelt. Hierbei handelt es sich meist um Wasserstoff (H2); dieser wird entweder direkt als Endenergieträger verwendet oder zu Methan (CH4) methanisiert.

Wasserstoff ist ein vielseitiges Gas, das die Industrie zur Herstellung von Dünger, in Brennstoffzellen für die Automobilindustrie oder als Kühlmittel in Kraftwerken einsetzen kann. Die Power-to-Gas-Technologie wird vor allem für ihre Nachhaltigkeit gelobt. Dennoch galt das Verfahren lange Zeit als nicht rentabel und nicht wettbewerbsfähig. Mit neuen Anlagen, die sowohl Wasserstoff produzieren als auch Strom ins Netz einspeisen, könnte sich das ändern.

Power-to-Gas-Anlagen: Nutzen und Kosten

Bislang wird Power-to-Gas in etwa 40 Anlagen in ganz Deutschland genutzt, die zu Pilotzwecken und zur Forschung dienen. Um die Energiewende weiter voranzutreiben, sind für die nahe Zukunft weitere Power-to-Gas-Anlagen geplant.

Sollten sich die Power-to-Gas-Anlagen langfristig bewähren, könnten sie laut Experten bereits für die Produktion geringer Volumen an chemischer Energie genutzt werden. Davon profitieren dann zum Beispiel die Elektro- und Metallindustrie sowie Raffinerien und Ammoniakproduktionen. Auf lange Sicht würden außerdem Brennstoffzellen in Schiffen und Lkw für eine Nutzung infrage kommen. Voraussetzung hierfür ist, dass die Kosten für Elektrolyse- und Windkraftanlagen weiter fallen, wie es in den letzten Jahren bereits zu beobachten war.

Laut der Deutschen Energie-Agentur (dena) belaufen sich die Investitionskosten je kW elektrische Leistung der Anlagen je nach Größe auf etwa 2.500 bis 3.500 Euro. Es wird erwartet, dass die Kosten für Elektrolyseuren bis 2050 auf etwa 175 Euro pro kW sinken.

Vorteile von Power-to-Gas

Erneuerbare Energie aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen ist wichtig, um die globalen Ziele zur Reduzierung des Kohlenstoffdioxidausstoßes zu erreichen. Die Power-to-Gas-Technologie könnte eine weitere innovative Energielösung sein.

Experten vermuten, dass Power-to-Gas-Anlagen Teil einer umweltfreundlichen und nachhaltigen Infrastruktur werden könnten, die die Produktion, den Verkehr und die Stromversorgung miteinander verbindet. Dadurch wäre eine umfangreiche Modernisierung von Kraftwerken und technischen Geräten unnötig – wodurch die Industrie wiederum eine Menge Geld sparen würde.

Ein weiterer Vorteil: Das per Power-to-Gas erzeugte synthetische Gas lässt sich über einen sehr langen Zeitraum als Energiespeicher nutzen und es ist zudem gut zu transportieren. So bietet sich die Technologie außerdem auch für die saisonale Speicherung von Wind- und Solarstrom an, der im Sommer erzeugt wurde, jedoch vielleicht erst im Winter benötigt wird.

Nachteile und Herausforderungen von Power-to-Gas

Das Power-to-Gas-Verfahren hat aber auch Nachteile. Bei der Elektrolyse, Methanisierung und Lagerung geht viel Energie verloren: Nach der Elektrolyse sind nur noch etwa 67 bis 81 Prozent der Energie übrig, nach der Methanisierung nur noch etwa 54 bis 65 Prozent.

Daher benötigen die Power-to-Gas-Anlagen große Mengen an erneuerbarer Energie – und sind diesbezüglich auf das Ausland angewiesen. Ohne den Import von Wind- und Solarenergie aus anderen Ländern, die über bessere Produktionsbedingungen verfügen, funktioniert Power-to-Gas in Deutschland noch nicht effizient genug.

Eine andere Herausforderung besteht darin, dass sich der forschende Teil des Erneuerbaren-Energie-Sektors noch nicht mit der Industrie geeinigt hat, wie sie die Produkte aus der Power-to-Gas-Umwandlung langfristig bezeichnen wollen. Je nach chemischer Zusammensetzung verwenden sie Begriffe wie Windgas und Solargas, auf Strom basierendes Gas sowie synthetisches Gas.

Power-to-Gas-Kleinanlage für zu Hause

Inzwischen ist die Technologie so weit fortgeschritten, dass es bereits erste Power-to-Gas-Kleinanlagen für zu Hause gibt. 2019 wurde in Augsburg die erste Kleinanlage in einer Wohnanlage in Betrieb genommen. Wie eine herkömmliche Anlage wandelt die Power-to-Gas-Kleinanlage erneuerbaren Strom in Gas um. Dieses wird dann für das gesamte Gebäude zur Wärmeerzeugung in den Haushalten genutzt. Zahlreiche Unternehmen arbeiten daran, weitere Kleinanlagen für Mehrfamilienhäuser zu entwickeln.