Power-to-Gas-Anlagen in ersten kommerziellen Anwendungen

Bereits heute kommt über ein Drittel des in Deutschland erzeugten Stroms aus erneuerbaren Energiequellen und mehr als die Hälfte davon aus den fluktuierend einspeisenden Quellen Wind und Photovoltaik. Dieser Anteil wird weiter zunehmen. Das führt zu einer steigenden Nachfrage nach Flexibilität im Stromversorgungssystem bzw. einem verstärkten Einsatz von Stromspeichern. 

Die sogenannte Power-to-Gas (PtG)-Technologie wandelt Strom in den gasförmigen Energieträger Wasserstoff (PtH2) oder gegebenenfalls in einem weiteren Verfahrensschritt in Methan (PtCH4) um. Mit geeigneten Syntheseprozessen können daraus auch flüssige Kraftstoffe entstehen (Power-to-Liquid, PtL). Bei Verwendung erneuerbaren Stroms sind auch die resultierenden chemischen Energieträger praktisch emissionsfrei. Diese lassen sich leicht und effizient speichern. Die Technologie bietet so eine vielversprechende Option für die längerfristige Energiespeicherung und ermöglicht es, den Strom-, Gas- und Transportsektor untereinander zu verbinden.

Aufgrund der Bandbreite möglicher synthetischer Energieträger spricht man auch von Power-to-X (PtX) -Technologien. Allen gemein ist im ersten Schritt die Erzeugung von Wasserstoff aus (erneuerbarem) Strom über die Elektrolyse von Wasser. 

Die LBST verfolgt seit 2011 die Entwicklung entsprechender Projekte und unterhält eine Datenbank, in der mittlerweile über 180 weltweite Aktivitäten erfasst sind. Waren anfangs nur kleinere Anlagen mit Elektrolyseleistungen im Kilowatt (kW)-Bereich für Forschungszwecke in Betrieb, so werden heute Projekte mit elektrischen Leistungen mehrerer Megawatt (MW) realisiert. Noch größere Anlagen befinden sich in der Planung. In Deutschland laufen derzeit über 50 Projekte, in denen PtX-Technologien erforscht, weiterentwickelt und im Regelbetrieb eingesetzt werden. 35 Anlagen mit über 50 kW installierter Elektrolyseleistung, die sich entweder in Betrieb oder in Planung befinden, wurden von der LBST analysiert. 

Die Anzahl der PtX-Projekte ist stark angestiegen. Bis 2022 sollen allein in Deutschland 35 Anlagen in Betrieb sein. Die gesamte installierte elektrische Leistung der PtX-Anlagen beträgt derzeit 26 MW und hat sich seit 2014 mehr als verdoppelt. Die Mehrheit der Projekte setzt dabei sogenannte PEM-Elektrolyseure ein, die gegenüber der etablierten alkalischen Elektrolysetechnologie gewisse Vorteile im dynamischen Betrieb haben. Projekte mit Hochtemperaturelektrolyseuren, die vor allem in Verbindung mit Power-to-Liquids (PtL)-Verfahren diskutiert werden, sind insbesondere außerhalb Deutschlands geplant.

Bemerkenswert für die deutschen Projekte ist die wachsende Fokussierung auf die Erzeugung und Nutzung von Wasserstoff, ohne diesen in andere Energieträger weiterzuverarbeiten. Dies ist auf die Zunahme entsprechender Anwendungen von grünem Wasserstoff beispielsweise als Rohstoff in Raffinerien oder als Kraftstoff im Verkehr zurückzuführen. 

Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH

Die Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH ist ein Beratungsunternehmen für nachhaltige Energieversorgung und Mobilität. Sie unterstützt ihre internationalen Kunden aus Industrie, Finanzsektor, Politik und Verbänden bei Fragen zu Technologie, Strategie und Nachhaltigkeit. Internationale Großunternehmen vertrauen den zuverlässigen Einschätzungen der LBST zu neuen Entwicklungen und Innovationen in den Bereichen Energiewirtschaft und Mobilität. Drei Jahrzehnte kontinuierlicher Erfahrung des interdisziplinären Teams renommierter Experten bilden die Basis der umfassenden Kompetenz der LBST. Weitere Informationen: http://www.lbst.de/ 

Die LBST bietet noch weitere Informationen und Services zu Wasserstoff und Brennstoffzellen. In ihrem gemeinsamen Wasserstoff- und Brennstoffzellenportal www.netinform.de/H2 haben LBST und TÜV SÜD umfangreiche Informationen und Services für professionelle Nutzer und interessierte Laien zusammengefasst. Neben www.H2stations.org umfasst das Portal auch die Website www.H2mobility.org mit einer Übersicht aller Wasserstofffahrzeuge seit 1807 sowie ausführliche Fachinformationen und einen Regelwerksservice.