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Wie „Power-to-Gas“ umweltfreundlich und rentabel wird

© Fotolia© FotoliaMünchen - Wasserstoff könnte schon heute mit Strom aus Windkraft profitabel produziert werden. Ökonomen der TU München und der Uni Mannheim sehen den Schlüssel dazu in flexiblen Produktionsanlagen und einer EEG-Änderung.

Bislang galt die umweltfreundliche „Power-to-Gas“-Methode als unrentabel. Ökonomen der Technischen Universität München (TUM) und der Universität Mannheim zeigen nun, wie die Technologie zu einem wichtigen Baustein der Energiewende werden kann.

Wasserstoff als Energiespeicher - Power to Gas rentabel nutzen
Wasserstoff ist ein vielseitig einsetzbares Gas. Für die Industrie wird es heute überwiegend aus fossilen Rohstoffen hergestellt, vor allem aus Erdgas und Kohle. Wasserstoff könnte auch als wichtiger Speicher und Stromnetzstabilisator fungieren: Überschüssige Wind- und Solarenergie kann genutzt werden, um das Gas mit Elektrolyse aus Wasser zu gewinnen. Doch Power-to-Gas galt bislang als nicht wettbewerbsfähig. Gunther Glenk vom Lehrstuhl für Controlling der TUM und Prof. Stefan Reichelstein, der an der Universität Mannheim und der Stanford University forscht, haben nun berechnet, wie Wasserstoff zu hundert Prozent CO2-frei und gleichzeitig rentabel produziert werden kann.

Zwei Stellschrauben für erfolgreiches Power to Gas
Ihre Studie, die in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Energy“ erschienen ist, zeigt, dass für die derzeitige Marktsituation in Deutschland zwei Faktoren entscheidend sind: Einerseits müssen Anlagen zum Einsatz kommen, die Strom sowohl ins Netz einspeisen als auch zur Wasserstoffproduktion nutzen. Diese Kombi-Anlagen, die bislang nur vereinzelt betrieben werden, müssten optimal auf die großen Schwankungen der Windkraft und der Preise am Strommarkt reagieren. „Der Betreiber kann zu jedem Zeitpunkt entscheiden: Verkaufe ich die Energie oder wandle ich sie um“, erklärt Stefan Reichelstein.

Als zweiten Punkt müsste das Erneuerbare-Energien-Gesetz geändert werden, das die Einspeisevergütung regelt. Diese garantiert derzeit Energieerzeugern Mindestpreise, wenn sie Strom ins Netz geben. „Wasserstoffspeicher kann man in Deutschland mit einer einfachen Stellschraube rentabel machen“, sagt Gunther Glenk. „Die Vergütung wird nicht für die Einspeisung, sondern für die Erzeugung erneuerbarer Energie gezahlt. Dann habe ich die Wahl, direkt zu verkaufen oder zu speichern.“

Wasserstoff-Produktion könnte schon heute rentabel sein
In Deutschland wäre unter diesen Voraussetzungen schon heute die Wasserstoffproduktion mit Windkraft bis zu gewissen Mengen konkurrenzfähig gegenüber der Produktion aus fossilen Quellen, so die Forscher. „Für mittel- bis kleinvolumige Produktionen würde sich der Einsatz der Anlagen bereits rechnen“, sagt Reichelstein. Solche Mengen benötigen beispielsweise die Metall- und die Elektronikindustrie – oder eine Gabelstaplerflotte auf dem Fabrikgelände. Für den Zeitraum bis 2030 prognostizieren die Ökonomen die Wettbewerbsfähigkeit auch in großem Maßstab, zum Beispiel für Raffinerien und die Ammoniakproduktion, sofern die Kosten für Windkraft- und Elektrolyseanlagen ähnlich stark fallen wie in den vergangenen Jahren. „Vorstellbar ist auch die Nutzung in Brennstoffzellen für Lkws und Schiffe“, sagt Glenk.

© IWR, 2019


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