Wissenschaft für die Couch – Power-to-Gas als Technologie zur Sektorkopplung in zukünftigen erneuerbaren Energiesystemen – Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz

Power-to-Gas als Technologie zur Sektorkopplung in zukünftigen erneuerbaren Energiesystemen

Kann Methan aus erneuerbarem Strom, wie Wind und Photovoltaik, eine wesentliche Rolle in unserem zukünftigen Energiesystem einnehmen und zu welchen Bedingungen?

Im H2020-Projekt STORE&GO wurde mit einem Projektkonsortium bestehend aus 27 Partnern aus ganz Europa untersucht, wie die Produktion von grünem Methan mittels Power-to-Gas als Grundpfeiler einer sektorübergreifenden Energiewende dienen kann. Dazu wurden unterschiedliche Power-to-Gas-Technologien in Form von 3 Demonstrationsanlagen in Deutschland, Italien und der Schweiz untersucht und verglichen.

Wir als Energieinstitut an der JKU Linz beschäftigten uns dabei vor allem mit Analysen zu techno-ökonomischen Entwicklungen, den rechtlichen Rahmenbedingungen, sowie der sozialen und öffentlichen Akzeptanz in Zusammenhang mit den Prozessen und Technologien hinter Power-to-Gas.
Um Potenziale für eine zukünftige Reduktion der Investitionskosten, die sich durch einen weitreichenden Einsatz der Technologie ergeben können, besser abschätzen zu können haben wir zukünftige Marktpotenziale analysiert und mithilfe eines eigens entwickelten detaillierten Lernkurvenmodells resultierende Lernkurven und Skalierungseffekte bis zum Jahr 2050 bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass

bisher kaum betrachtete übergreifende Lerneffekte zwischen den eingesetzten Technologien einen wesentlichen Einfluss auf die Lernkurven der Einzeltechnologien haben,
ein globales Bedarfspotential für Power-to-Gas im Umfang von 4530 GW an elektrischer Elektrolyseleistung zu erwarten ist,
ein Kostenreduktionspotenzial von >75% durch Bedienung dieses Marktpotenzials und Up-Scaling im Multi-MW-Leistungsbereich vorhanden ist.

Die Ergebnisse wurden darüber hinaus in zwei wissenschaftlichen Artikel zum Lernkurvenmodell „Estimating future costs of power-to-gas – a component-based approach for technological learning“ (https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.09.230) und den resultierenden Anlagen- und Produktkosten bis 2050 „Projecting cost development for future large-scale power-to-gas implementations by scaling effects“ (https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114780) veröffentlicht.

Ein weiterer Artikel behandelt den Einfluss von Power-to-Gas-Infrastruktur und entsprechenden Anlagen auf die soziale Akzeptanz von Energiegemeinschaften: „Designing local renewable energy communities to increase social acceptance: Evidence from a choice experiment in Austria, Germany, Italy, and Switzerland“ (https://doi.org/10.1016/j.enpol.2019.06.067).

Das Projekt STORE&GO wurde von der europäischen Kommission im Rahmen des Programms Horizon 2020 finanziert. Weitere Informationen zum Projekt und veröffentlichte Ergebnisse sind unter www.storeandgo.info abrufbar.