Für die Planung einer Power-to-Gas-Anlage ist eine Sache entscheidend: ihr Standort. Denn wie störungsfrei und wirtschaftlich eine Power-to-Gas-Anlage langfristig läuft, hängt von stark vom Standort und weiteren Kriterien ab.

Welche das ganz konkret sind, was das für den Betrieb Ihrer Anlage bedeutet und wieso Power-to-Gas einen wertvollen Beitrag zur Energiewende leistet, erfahren Sie in diesem Beitrag.

Standortwahl einer Power-To-Gas-Anlage: Diese Kriterien sind relevant
Power-to-Gas © Андрей Яланский, stock.adobe.com

Was versteht man unter Power-to-Gas?

Power-to-Gas ist eine Umwandlungstechnologie, die der Speicherung von Energie dient. Im Grunde steckt nichts anderes als Chemie dahinter. In einem chemischen Prozess reagiert hierbei ein Ausgangsstoff unter Energieeinsatz zu verschiedenen Endprodukten. Ganz konkret wird dabei mittels Strom aus erneuerbaren Energien und Wasserelektrolyse ein Brenngas hergestellt. Dieses Synthese-Gas lässt sich in verschiedensten Nutzungsbereichen einsetzen, wie beispielsweise in der Stromerzeugung. Power-to-Gas ist eine wichtige Methode, um im Zuge der Energiewende die Energieversorgung mittels erneuerbarer Energien zu steigern.

Bei Power-to-Gas unterscheidet man zwischen den beiden Varianten Power-to-H₂ (Wasserstoff) und Power-to-CH₄ (Methan).

  • Power-to-H₂: Wasser wird in der Elektrolyse in Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) aufgespalten, um Wasserstoff als Brenngas zu erhalten.
  • Power-to-CH₄: Zuvor gewonnener Wasserstoff wird methanisiert. Das heißt, dass Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid zu Methan (CH₄) und Wasser (H₂O) reagieren. Damit ist Power-to-CH₄ eine weitergehende Reaktion nach dem Power-to-H₂-Prozess.

Wie effizient ist Power-to-Gas?

Gerade im Zuge von Energiewende und Klimawandel wächst die Bedeutung von Power-to-Gas zur Sicherung der Energieversorgung. Power-to-Gas lässt sich überall einsetzen, wo Brenngase eingesetzt werden. Hinzu kommt, dass die Methode eine Möglichkeit zur sektorenübergreifenden Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien bietet und so die Stromerzeugung aus alternativen Quellen fördert. Damit hat Power-to-Gas die Fähigkeit, Strom aus erneuerbaren Energien langfristig haltbar zu machen.

Ein weiterer Pluspunkt, mit dem Power-to-Gas überzeugen kann, ist der hohe Wirkungsgrad der Methode. So lassen sich allein bei der Wasserelektrolyse bereits Wirkungsgrade von etwa 77 Prozent erreichen, nach der Methanisierung sind es rund 62 Prozent. So können die Synthese-Gase aus der Power-to-Gas-Methode schon heute fossile Gase wie beispielsweise Erdgas ohne Probleme ersetzen. Power-to-Gas-Anlagen mit einer Standardausstattung erreichen derzeit Wirkungsgrade von etwa 50 Prozent. Und das ist nur der Anfang. Denn aktuell laufen verschiedenste Forschungsprojekte, um die Wirkungsgrade noch zu steigern.

Anlagenplanung: Diese Kriterien für Power-to-Gas müssen stimmen!

Die Standortwahl einer Power-to-Gas-Anlage hat entscheidenden Einfluss auf die Kosten und damit auch auf die Wirtschaftlichkeit der Anlage. Hierbei spielen sowohl die Gegebenheiten im Strom- sowie im Gasnetz eine wichtige Rolle, als auch die Nähe zu einer Kohlenstoffdioxidquelle. Die folgenden sechs Faktoren sollten Sie deswegen auf jeden Fall im Kopf haben:

1. Ein vorhandenes Gasnetz zur Einspeisung von Wasserstoff oder Methan

Mittels Power-to-Gas entstehen Wasserstoff und/oder Methan. Und wenn diese einmal da sind, müssen sie auch irgendwo hin, wo sie nutzbar sind. Eine Infrastruktur, die das Gas zum Verbraucher transportiert ist notwendig. Am wirtschaftlichsten gelingt dies über eine Pipeline bzw. Gasnetz.

2. Die Nähe zu Speichermöglichkeiten von Wasserstoff und Methan

Das vorhandene Gasnetz ist gerade nicht verfügbar? Dann ist es von großem Vorteil, wenn Ihre Power-to-Gas-Anlage in der Nähe von Speichern für Wasserstoff und Methan steht. So lassen sich die entstandenen Produkte zumindest für eine Weile „aufbewahren“.

3. Die Nähe zu Biogasanlagen oder anderen CO₂-Quellen

Für die Methanisierung der Power-to-CH₄-Methode ist Kohlenstoffdioxid erforderlich. Vorteilhaft ist es deswegen, wenn die Nähe zu CO₂-Quellen, wie zum Beispiel Biogasanlagen, gewährleistet ist. Abgeschiedenes CO₂ aus dem Rohbiogas kann zur Methanisierung hergenommen werden.

4. Die Nähe zu erneuerbaren Stromquellen

Irgendwo muss der Strom herkommen, aus dem mittels Power-to-Gas Methan und Wasserstoff entsteht. Praktisch ist dann die Nähe zu erneuerbaren Stromquellen. Denn je kürzer die Wege, auf denen der Strom fließt, umso besser für die Umwelt.

5. Abnehmer für Nebenprodukte

Die Power-to-Gas-Methode setzt Wärme und Sauerstoff frei. Damit diese nicht einfach ungenutzt verschwendet werden, brauchen sie Abnehmer. Je mehr Produkte aus Ihrer Anlage Sie verwerten können, umso besser.

6. Die Nähe zu Industrieanalagen als direkte Abnehmer für Wasserstoff und Methan

Wasserstoff und Methan eignen sich perfekt für einen Einsatz in der Industrie. Deswegen ist die Nähe zu industriellen Betrieben, die eines oder beide Produkte abnehmen können, immer von Vorteil.

Power-to-Gas for future – das sind die größten Potenziale

Sie können nicht alle Standortkriterien für eine Power-to-Gas-Anlage erfüllen? Das ist kein Problem. Denn auch wenn nicht alle Kriterien erfüllt sind, hat die Power-to-Gas-Methode großes Potenzial, um systemrelevante Aufgaben bei der Energiewende zu übernehmen. So gibt es für die Zukunft zum Beispiel den Plan, dass das mittels Power-to-Gas erzeugte Synthese-Gas die fossilen Brenngase auf natürliche Weise substituieren kann. Ein Einsatz dieser Gase ist dabei nicht nur für die Industrie denkbar, sondern auch überall dort, wo Brenngase genutzt werden. Und wenn alle Power-to-Gas-Kriterien stimmen, kann diese Technologie ein toller Weg sein, um Gase umweltfreundlicher und klimaschonender zu machen.

Entscheidend ist darüber hinaus, dass Power-to-Gas eine Speicheroption für Strom ist und die Möglichkeit zur Sektorenkopplung bietet. Auf diese Weise können langfristig im Gasnetz gespeicherter Wasserstoff oder aber Methan die erneuerbaren Energien optimal unterstützen. Das ist insbesondere in Bezug auf die Energieunabhängigkeit von Deutschland sowie als Ergänzung für die oftmals volatilen erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonne eine wertvolle Unterstützung. So kann Power-to-Gas helfen, einen weiteren, wichtigen Schritt in Richtung mehr Klimaschutz zu gehen.