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Power-to-Gas-Ausbau auf steilem Wachstumskurs

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

In Deutschland waren vor einem Jahr erst 50 Power-to-Gas-Anlagen mit einer elektrischen Gesamtleistung von ca. 50 MW in Betrieb oder Planung. Im Laufe des Jahres wurden weitere Projekte mit einer Elektrolyseleistung von insgesamt fast 600 MW angekündigt – eine Steigerung um den Faktor 10.

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Enormes Wachstum: Im Laufe des letzten Jahres wurden in Deutschland PtG-Projekte mit einer Elektrolyseleistung von insgesamt fast 600 MW angekündigt.
Enormes Wachstum: Im Laufe des letzten Jahres wurden in Deutschland PtG-Projekte mit einer Elektrolyseleistung von insgesamt fast 600 MW angekündigt.
(Bild: TÜV Süd)

Power to Gas (PtG) wandelt elektrische Energie in Wasserstoff oder durch nachfolgende Synthese in Methan oder in flüssige Energieträger um. Eine Auswertung der PtG-Datenbank des TÜV-Süd-Beteiligungsunternehmens Ludwig-Bölkow-Systemtechnik (LBST) 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 CO2-reduzierten Mobilität ermöglicht.

Power-to-Gas-Anlagen in Nachbarländern

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 H2-Regionen in Deutschland. Im Dezember 2019 wurden 13 „HyExpert“-Regionen und drei „HyPerfomer“ (Verbund)-Regionen für die Entwicklung von H2-Konzepten bzw. der Umsetzung konkreter Projektkonzepte ausgewählt.

Die Standorte von Power-to-Gas-Anlagen in Deutschland.
Die Standorte von Power-to-Gas-Anlagen in Deutschland.
(Bild: Ludwig-Bölkow-Systemtechnik)

Wasserstoff in der Industrie

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 Mio. Nm3/Tag wird größtenteils aus fossilen Quellen gewonnen („grauer“ Wasserstoff), vor allem aus Erdgas. Dabei werden jährlich über 20 Millionen Tonnen Kohlendioxid (CO2) freigesetzt. Bei der Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse mit Strom aus erneuerbaren Energien („grüner“ Wasserstoff) wird kein CO2 emittiert. Daher können die deutschen CO2-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.

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