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Wasserstoff, Brennstoffzellen und Power-to-Gas

DER EINSATZ VON ERNEUERBAREM ÜBERSCHUSSSTROM FÜR POWER-TO-GAS RÜCKT IN DEN FOKUS

Erneuerbare synthetische Energieträger gelten als eine wichtige Säule einer integrierten Energiewende – neben der direkten  Nutzung erneuerbaren Stroms und seiner kurzfristigen Spei- cherung in Batterien. Lässt sich auf diese Weise doch überschüssiger Solar- und Windstrom saisonal speichern und vielfältig für die Sektorenkopplung nutzen, sei es zur Wärmeversorgung, für den Verkehr oder die Industrie. Die Schlüsseltechnologie hierfür heißt Power-to-Gas (PtG). Elektrolyseverfahren zerlegen Wasser mithilfe von Strom in Sauerstoff und Wasserstoff. Der gasförmige Wasserstoff kann in weiteren Syntheseschritten zum gasförmigen Energieträger Methan oder zu flüssigen Brenn- und Kraftstoffen verarbeitet oder rückverstromt werden. Wie die Power-to-X-Technologien die Energiewende voranbringen können, darüber wird inzwischen diskutiert.

Effizienz muss erhöht werden

In ihrer Leitstudie „Integrierte Energiewende“ plädiert die Deutsche Energie-Agentur (Dena) für eine verstärkte Nutzung von synthetischen erneuerbaren Energieträgern in allen Anwendungsbereichen, die sich durch eine direkte Nutzung erneuerbaren Stroms nicht oder nur schwer von Emissionen befreien lassen. Sie schlägt vor, in Deutschland bis zum Jahr 2030 Elektrolyseure mit einer Leistung von mindestens 15 GW und von über 60 GW bis 2050 zu installieren. Mehrere Hürden gilt es auf dem Weg dahin zu überwinden. Laut Angaben des Bundesumweltministeriums liegen die Um- wandlungsverluste zur Herstellung von flüssigen Kraftstoffen, Methan oder Wasserstoff aus Ökostrom nach dem jetzigen Stand der Technik bei 40 bis 60%. Neben der gegenüber der direkten Stromnutzung vergleichsweise geringen Effizienz gelten die derzeit noch hohen Kosten der Herstellung synthetischer erneuerbarer Energieträger als Haupthindernis für ihre breite Anwendung.

Experten rechnen mit starker Kostendegression

In Deutschland existieren momentan nur rund 30 Pilotprojekte mit einer installierten Elektrolyseleistung von circa 25 MW. Doch zeigen sich die Autoren diverser Szenarien optimistisch, dass es mehr werden und dadurch der Ausgabenaufwand sinkt. Laut Zukunft Erdgas geht ein Drittel der befragten Experten von einer Kostendegression von bis zu 50% bis 2030 aus. Ein weiteres Drittel rechnet sogar mit einer Abnahme um bis zu 70%. Das größte Sparpotenzial sehen Experten bei der Elektrolyse und bei der Methanisierung. Bei ihr rechnen die Befragten mit einer Kostensenkung um durchschnittlich mindestens 30%.  Damit würde sich die Entwicklung der vergangenen Jahre fortsetzen: Seit 2013 sind die Kosten für 1 kW installierte Elektrolyseleistung nach Angaben des Weltenergierats von 1.500 auf unter 1.000 € gefallen. Manche Experten rechnen bereits innerhalb der kommenden zwei Jahre mit einer weiteren Halbierung der Elektrolysekosten auf unter 500 €/kW.

Investoren halten sich noch zurück

Ermöglichen sollen die Kostensenkungen vor allem eine industrielle Serienfertigung von Elektrolyseuren und eine stetig höhere Effizienz der Technologie. „Ein Knackpunkt ist definitiv die bisher fehlende Skalierung“, sagt Dena-Bereichsleiter Hannes Seidl. „Dadurch, dass wir leider immer noch hauptsächlich über kleine Einzelprojekte sprechen, sind Anlagen teuer.“ Um die hohen Investitionskosten herunterzubekommen, sei deshalb eine breite Markteinführung mit mehr und vor allem größeren Anlagen vonnöten. Allerdings halten sich Investoren wie große Banken oder Fonds bei Power-to-Gas noch zurück. Sie zweifeln an der Wirtschaftlichkeit, die von den energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen abhängt. Ausgebremst werden Investitionen in Deutschland unter anderem durch die Einstufung von Elektrolyseuren als Endverbraucher von grünem Strom, sodass ihr Einsatz mit entsprechenden Abgaben und Umlagen belastet wird, und weil eine wirksame CO2 -Bepreisung fehlt.  Zudem existieren weder eine Quotenregelung noch ein gezieltes Markteinführungsprogramm.

Netzbetreiber starten Projekte

Dennoch realisiert die Branche weitere Projekte. Mit Amprion und Open Grid Europe haben im vergangenen Jahr zwei namhafte Strom- und Gasnetzbetreiber angekündigt, 150 Mio. € in eine 50 bis 100 MW starke Power-to-Gas-Anlage investieren zu wollen. Sie soll beide Energieversorgungsnetze nutzen und auf diese Weise die Tür zu einer hybriden Infrastruktur im Zuge der Sektorenkopplung öffnen. Die Speicherung von erneuerbaren Energien in Gasnetzen vorantreiben will auch ein Konsortium aus Netzbetreibern, dem Gasunie, Tennet und Thyssengas angehören. Sie planen eine 100 MW große Power-to-Gas-Anlage in Ostfriesland. Die Investition soll helfen, die Stromnetze zu entlasten und zu stabilisieren sowie die Netzausbaukosten zu senken.

Was gibt es zum Thema Power-to-X bei der ees Europe 2019? Hier finden Sie alle Informationen.

Ausstellerliste ees Europe

Konferenzsessions zum Thema:

Side-Event Power-to-X, Donnerstag, 16. Mai 2019 im ICM München

Strategic Partners: Hydrogen Europe, Eurogas

ees Forum:

Expertenvorträge zum Thema Wasserstoff und Power-to-Gas: Freitag, 17. Mai 2019, 10:00 - 13:00

detailliertes Programm verfügbar ab Mitte April

Spezielles Ausstellungssegment Wasserstoff, Brennstoffzellen und Power-to Gas in Halle C2

 

Wasserstoff, Brennstoffzellen und Power-to Gas stehen im Fokus bei der ees Europe in München