Power-to-Gas: Innovative Methode zur Speicherung von Ökostrom
Power-to-Gas ist eine der sogenannten Power-to-X-Technologien, bei welchen Stromüberschüsse in andere Energieformen umgewandelt werden. Bei Power-to-Gas erfolgt eine Umwandlung von Strom durch Elektrolyse in Wasserstoff oder synthetisches Methan.
Das Power-to-Gas-Prinzip ist aktueller denn je, denn die Energiewende ist in vollem Gange. Immer mehr Strom wird aus erneuerbaren Quellen bezogen und Power-to-Gas ist die Speicherlösung, die dringend benötigt wird, um Ökostrom vollständig effizient nutzen zu können.
So funktioniert Power-to-Gas
Power-to-Gas ist das zentrale Kopplungselement zwischen der Strom- und der Gasinfrastruktur und eine besondere Art der Energiespeicherung.
Überschüssiger Ökostrom wird durch Elektrolyse mithilfe von Wasser in Wasserstoff umgewandelt und in dieser Form als sogenanntes Zusatzgas in bestehenden Gasinfrastrukturen gespeichert. Er kann dann als Gas weiterverwendet werden, zum Beispiel zum Heizen, Kochen oder für die Mobilität, aber es ist auch eine Rückumwandlung in Strom möglich.
Den entstehenden Wasserstoff kann man alternativ auch methanisieren, also unter Hinzunahme von CO2 in synthetisches Methan umwandeln. Wasserstoff kann als Zusatzgas nur teilweise in bestehende Gasinfrastrukturen eingespeist werden, synthetisches Methan ist hingegen ein sogenanntes Austauschgas. Es kann in unbegrenzter Menge eingespeist werden. Das dafür benötigte CO2 kann zum Beispiel aus Biogasanlagen genommen werden, wo CO2 entsteht, welches nicht genutzt wird.
Power-to-Gas als zentrales Element der Energiewende
Ökostrom kann in riesigen Mengen produziert werden. Windkraft, Sonnenkraft und Wasserkraft wird nicht verbraucht und ist in unendlichem Maß verfügbar. Das Problem ist nur die unzuverlässige Verfügbarkeit. Vor allem Sonnenstrahlung und Windkraft erzeugen mal Strom im Überschuss, dann aber wieder gar nicht.
Das Power-to-Gas-Prinzip löst das Problem, weil es ermöglicht, die erzeugte, aber nicht genutzte Energie in Form von Methan oder Wasserstoff zu speichern. Je höher der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromversorgung ist, umso wichtiger wird auch Power-to-Gas.
Der Ausbau an Power-to-Gas-Anlagen ist im Gange. In Deutschland gibt es schon zahlreiche Standorte für Power to Gas Anlagen. So viele, dass es schon heute möglich ist, circa 200 Terawattstunden Energie in unterirdischen Gasspeichern zu lagern, so die Schätzung des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches DVGW e.V.
Nachteile der Power-to-Gas-Technologie
So wichtig Power-to-Gas für die Energiewende auch sein mag: Die Technologie ist nicht frei von Nachteilen. Zum einen ist Power-to-Gas bislang noch mit sehr hohen Kosten verbunden, die die Preise für fossiles Erdgas deutlich übersteigen. Die optimistischsten Prognosen darüber, wann Power-to-Gas wettbewerbsfähig wird, liegen etwa bei 2030, einige Prognosen setzen die Wirtschaftlichkeit der Technologie noch ein ganzes Jahrzehnt später an.
Je weiter die Energiewende voranschreitet, je günstiger erneuerbare Energien sowie auch Elektrolyseanlagen werden, umso einfacher wird es auch, die Kosten für Power-to-Gas zu reduzieren. Eines sollte dabei aber nicht passieren: Dass konventioneller Strom verwendet wird, um eine Power-to-Gas-Anlage wirtschaftlicher zu machen. Denn die Anlagen sind umso wirtschaftlicher, je besser sie ausgelastet sind. Der Überschussstrom aus erneuerbaren Energien reicht bisweilen nicht aus und könnte dann mit konventionellem Strom ergänzt werden. Doch damit würde Power-to-Gas den Status als wichtiges Element der Energiewende verlieren.
Die Kosten sind aber nicht das einzige Problem, denn Power-to-Gas geht auch mit hohen Effizienzverlusten einher. Denn wenn Wasserstoff methanisiert wird, muss es auf mehrere hundert Grad Celsius erhitzt werden. Dadurch geht Energie verloren. Konkret wäre von dem Strom, der mithilfe von Wasser zu Wasserstoff gemacht, methanisiert und später wieder zu Strom umgewandelt wird, nur noch etwa ein Drittel übrig. Allerdings kann man die Effizienzverluste abfedern, indem man zum Beispiel die Abwärme, die bei der Methanisierung entsteht, nutzt.