Bei Power-to-Gas wird Strom durch Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt und in einem zweiten Schritt mittels Methanisierung mit CO2 verbunden und als synthetisches Methan gespeichert. Dieses Methan stellt einen chemischen Energieträger dar und kann schliesslich wie Erdgas zur Erzeugung von Wärmeenergie oder zum Antrieb von Fahrzeugen genutzt sowie bei Bedarf wieder in elektrische Energie umgewandelt werden. Wird das Methan in diesen Prozessen verbrannt, entsteht die gleiche Menge an CO2-Emissionen, die zuvor gebunden wurde.

Energieintensive Prozesse effizienter gestalten
„Der Eindruck, mit „Power-to-Gas“ könnten klimaschädliche Treibhausgasemissionen aus Industrieprozessen oder gar Kohlekraftwerken gebunden werden, ist nicht korrekt“, erklärt Lukas Emele, Wissenschaftler am Öko-Institut mit Schwerpunkt Energie und Klimaschutz. „Vielmehr gelangen die Emissionen später und auf Umwegen in die Atmosphäre. Es muss vielmehr darum gehen, gerade die energie- und emissionsintensiven Prozesse in der Industrie effizienter zu gestalten und damit nachhaltig weniger Emissionen zu verursachen.“

In den chemischen Prozessen der Wasserstoffelektrolyse und Methanisierung gehen zudem grosse Mengen der eingesetzten Energie verloren. Wird das mittels Power-to-Gas erzeugte Methan beispielsweise dazu genutzt, wieder Strom zu erzeugen, stehen nur noch etwa 30 Prozent der ursprünglich eingesetzten Energie zur Verfügung. Wird das Methan als Kraftstoff genutzt, geht in der Umwandlung immerhin noch knapp die Hälfte der Energie verloren.

Power-to-Chemicals
„Besonders widersinnig ist es, auf der einen Seite aus Strom einen chemischen Energieträger zu erzeugen, während auf der anderen Seite noch umfangreich Kohle und Erdgas, die ebenfalls chemische Energieträger sind, zur Stromerzeugung genutzt werden“, so Emele. „Eine Methanisierung ist aus Klimaschutzsicht erst dann sinnvoll, wenn wir einen sehr hohen Anteil an erneuerbaren Energien in unserem Stromsystem haben.“ Deshalb ist es laut der Studie des Öko-Instituts deutlich effizienter, zunächst synthetischen Wasserstoff in der chemischen Industrie zu nutzen (Power-to-Chemicals), bevor synthetisches Methan als Kraftstoff im Verkehr eingeführt wird.

Alternativen kurz- und mittelfristig den Vorrang geben
Das Öko-Institut hat zudem in verschiedenen Analysen, zuletzt in der Verteilnetzstudie Rheinland-Pfalz, gezeigt, dass der Ausbau der Stromnetze derzeit trotz der nötigen Investitionen noch kostengünstiger ist, als neue Speicher zu bauen. Ein Ausbau der Speicher in Deutschland wird erst bei sehr hohen Anteilen an erneuerbarem Strom nötig.

Weder zielführend noch notwendig
In Zeiten niedriger Strompreise könnte Strom auch direkt zur Wärmeproduktion eingesetzt werden. Auch sollten Biomassekraftwerke und Biogasanlagen nur noch Strom in Spitzenlastzeiten produzieren. Eine schnelle grossflächige Einführung der Power-to-Gas-Technologie und insbesondere die finanzielle Förderung (z. B. durch eine Befreiung von den Netznutzungsentgelten oder durch die Befreiung von der EEG-Umlage) für die nächsten Jahre ist daher aus Sicht der Wissenschaftler des Öko-Instituts weder zielführend noch notwendig. „Auch bei der erneuerbaren Stromerzeugung wird auf einen Mix aus Wind, Sonne und anderen Technologien gesetzt. Deshalb sollte sich auch die Entwicklung von Speichern nicht auf eine Technologie konzentrieren“, führt Emele weiter aus. Das Öko-Institut empfiehlt deshalb, auch andere Speicheroptionen wie beispielsweise Batterie- und Druckluftspeicherkraftwerke weiterzuentwickeln.

Studie „Prüfung der klimapolitischen Konsistenz und der Kosten von Methanisierungsstrategien“ >>

Text: Deutsches Öko-Institut