Power-to-Gas-Ausbau auf steilem Wachstumskurs

PtG wandelt elektrische Energie in Wasserstoff oder durch nachfolgende Synthese in Methan oder in flüssige Energieträger um. Eine Auswertung der LBST-eigenen PtG-Datenbank zeigt, dass bis Ende 2019 weltweit mehr als 300 PtG-Projekte bekanntgegeben wurden. Allein in den letzten sechs Monaten des vergangenen Jahres wurden mehr Kapazitäten angekündigt als in den letzten sechs Jahren zusammen. Mit der wachsenden Anzahl der PtG-Anlagen nimmt auch die Anlagengröße zu. Mehrere Elektrolyseure mit einer elektrischen Nennleistung größer als 30 MW sollen in den nächsten Jahren in Deutschland errichtet werden. Bei den Anwendungen steht die Sektorenkopplung im Fokus, welche die Strom-, Wärme- und Gasbranche sowie den Mobilitätssektor miteinander verbindet und einen besseren Ausgleich bei Schwankungen der erneuerbaren Energien und der CO 2 -reduzierten Mobilität ermöglicht.

Auch in den Nachbarländern werden größere Anlagen geplant. Allerdings nimmt Deutschland insbesondere mit seinen „Reallaboren der Energiewende“ (Energieforschungsprogramm der Bundesregierung) eine Vorreiterrolle ein. In den „Reallaboren“ werden Wasserstofftechnologien unter realen Bedingungen und im industriellen Maßstab eingesetzt und erprobt. Zudem unterstützt der Bund im Rahmen des „HyLand“-Förderprogramms weitere H 2 -Regionen in Deutschland. Im Dezember 2019 wurden 13 „HyExpert“-Regionen und drei „HyPerfomer“ (Verbund)-Regionen für die Entwicklung von H 2 -Konzepten bzw. der Umsetzung konkreter Projektkonzepte ausgewählt.

Neben der energetischen Nutzung ist Wasserstoff ein umfangreich verwendeter Rohstoff, der beispielsweise in der chemischen, petrochemischen und metallverarbeitenden Industrie eingesetzt wird. Der heute in der deutschen Industrie genutzte Wasserstoff von ca. 50 Millionen Nm3/Tag wird größtenteils aus fossilen Quellen gewonnen („grauer“ Wasserstoff), vor allem aus Erdgas. Dabei werden jährlich über 20 Millionen Tonnen Kohlendioxid (CO 2 ) freigesetzt. Bei der Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse mit Strom aus erneuerbaren Energien („grüner“ Wasserstoff) wird kein CO 2 emittiert. Daher können die deutschen CO 2 -Emissionen durch Substitution des heute verwendeten „grauen“ Wasserstoffs erheblich reduziert werden.

Grüner Wasserstoff wird langfristig wettbewerbsfähig

Umweltfreundlicher grüner Wasserstoff ist derzeit noch teurer als der aus fossilen Quellen erzeugte. Die Kosten nähern sich aber durch verbesserte politische und regulatorische Rahmenbedingungen und fallende Kosten für erneuerbaren Strom und für Elektrolyseanlagen zunehmend an. Innovative Einsatzfelder des durch PtG erzeugten Wasserstoffs reichen von der Wasserstoffeinspeisung ins Erdgasnetz, mit oder ohne vorherige Methanisierung über die Verwendung von grünem Wasserstoff zur Direktreduktion in der Stahlproduktion und zur Hydrierung in Raffinerien bis zu dessen Einsatz im Verkehrs- und Wärmesektor.