Power-to-X Technologien

Die Stromerzeugung durch regenerative Quellen wie Wind und Sonne unterliegt naturgemäß großen Schwankungen. Während an windreichen, sonnigen Tagen Überschüsse produziert werden, die nicht direkt verbraucht oder vom Stromnetz aufgenommen werden können, entstehen an windstillen, dunklen Tagen möglicherweise Engpässe im Netz. Damit die Integration der erneuerbaren Energien ins Stromsystem gelingt, sind langfristig Stromspeicher nötig, die überschüssigen Strom günstig und verlustfrei zur späteren Nutzung speichern.

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Eine bereits eingesetzte Alternative stellen Power-to-X-Technologien dar. Darunter versteht man die Umwandlung der Stromüberschüsse in Energieformen, die sich im Gegensatz zu Strom relativ unkompliziert speichern oder lagern lassen. Die Bezeichnung „Power“ steht dabei für elektrische Energie und „X“ für die Energieform, in die der Strom umgewandelt wird. Neben dem Ausgleich von Erzeugungsspitzen beim erneuerbaren Strom könnten Power-to-X-Technologien auch dazu beitragen, die Energiewende im Wärme- und Verkehrssektor anzukurbeln.

Zu den Power-to-X-Technologien zählen:

Power-to-Gas (PtG / P2G – Strom zu Gas)
Power-to-Gas ist ein chemischer Prozess, bei dem Wasser in einem Elektrolyseur mit Hilfe von überschüssigem, erneuerbarem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. In einem weiteren Schritt wird der Wasserstoff mit Kohlendioxid zu Methan umgewandelt. Methan ist der Hauptbestandteil von Erdgas. Es lässt sich daher problemlos in die Erdgasnetze einspeisen und so zur Beheizung und als Wärmelieferant für Industrieprozesse nutzen. Je nach Art des eingesetzten erneuerbaren Stroms wird das hergestellte Gas als Windgas, Solargas oder als EE-Gas (EE = Erneuerbare Energien) bezeichnet. Wird das Gas in Erdgasspeichern zwischengelagert, kommt auch die Bezeichnung Speichergas vor. Bei Bedarf können Gaskraftwerke aus dem Gas erneut Strom erzeugen, was aber mit Energieverlusten verbunden ist.

Power-to-Heat (PtH / P2H – Strom zu Wärme)
Power-to-Heat-Technologien erzeugen mit überschüssigem erneuerbarem Strom Wärme. Bisher handelt es sich dabei überwiegend um großtechnische Anwendungen. Im Rahmen der Fernwärmeversorgung betreiben Energieversorger beispielsweise Elektrodenheizkessel mit Leistungen im Megawattbereich um Wasser zu erhitzen, das anschließend in Nah- und Fernwärmenetze eingespeist wird. Möglich ist aber auch der Einsatz von Wärmepumpen, die erneuerbaren Strom als Antriebsenergie nutzen, um Umweltwärme aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser für Heizzwecke zu entnehmen.

Power-to-Liquid (PtL / P2L – Strom zu Kraftstoffen)
EE-Gas, das durch Power-to-Gas gewonnen wurde, wird in weiteren Prozessen zu Kraftstoffen verflüssigt, die Fahrzeuge antreiben und theoretisch auch für Ölheizungen nutzbar sind.

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