Was ist Power-to-X?
Power-to-X ist ein technisches Verfahren, um Strom in eine andere Energie umzuwandeln, überschüssigen Strom in einer anderen Form zu speichern oder besser transportierbar zu machen. So kann beispielsweise Strom gezielt für die Wärmeerzeugung genutzt oder flüchtiger Strom, der sonst nicht genutzt werden würde, in Form von Wasserstoff gespeichert werden. Welche Vor- und Nachteile das mit sich bringt, erfahren Sie hier.
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Inhalt:
Das Wichtigste auf einen Blick
- Power-to-X wandelt Strom in andere Energieformen oder Rohstoffe um und macht ihn damit anders nutzbar, speicher- oder transportierbar.
- Der Strom wird meist in Gas, Wärme, synthetische Kraftstoffe oder Chemikalien umgewandelt.
- Bei der Umwandlung entstehen Energieverluste; trotzdem ist Power-to-X für gewisse Bereiche wichtig.
Was genau bedeutet Power-to-X?
„Power“ ist in diesem Kontext das englische Wort für „Strom“ und „X“ ist der Platzhalter für die andere Energieform, den Energieträger oder Verwendungszweck. So wird bei Power-to-Wasserstoff beispielsweise Strom eingesetzt, um Wasserstoff herzustellen.
Übrigens: Alternative Schreibweisen für Power-to-X sind: PtX, Power 2 X oder P2X.
Warum wird der Strom überhaupt umgewandelt?
In manchen Fällen ist es sinnvoll aus Strom direkt Wärme zu erzeugen, etwa um Strom aus eigener Photovoltaik anderweitig einzusetzen. In anderen Fällen soll Strom nicht am selben Ort und zum gleichen Zeitpunkt genutzt werden, an dem er erzeugt wird. Dann wird der Strom in speicher- oder transportierbare Energieträger wie zum Beispiel Wasserstoff oder synthetische Kraftstoffe umgewandelt.
Für diese Zwecke können verschiedene Power-to-X-Verfahren eingesetzt werden. Um den Strom in eine andere Energieform umzuwandeln, braucht es immer entsprechende Power-to-X-Anlagen und weitere Infrastruktur wie zum Beispiel Speicher.
Übrigens: Meist stammt der verwendete Strom aus einer erneuerbaren bzw. alternativen Energiequelle wie Solar- und Windenergie oder aus Biogasanlagen. Mehr zu diesen Themen erfahren Sie in unseren Beiträgen zu Photovoltaik, Windkraftanlagen und Biogasanlagen.
Power-to-Gas (P2G)
Bei Power-to-Gas wird Strom eingesetzt, um mithilfe der Elektrolyse Wasserstoff zu erzeugen oder über verschiedene Verfahrensschritte Methan (Erdgas) zu erhalten. Der Brenngas wird dann entweder direkt genutzt oder für eine spätere Rückverstromung zwischengespeichert. Der Wirkungsgrad ist dabei nicht sonderlich hoch.
Power-to-Chemicals (P2C)
Bei Power-to-Chemicals wird Strom eingesetzt, um chemische Grundstoffe wie Methanol oder Ammoniak herzustellen. Häufig dient dabei durch Elektrolyse erzeugter Wasserstoff als Ausgangsstoff (Power-to-Gas). Die Produkte kommen unter anderem in der Chemieindustrie, bei der Herstellung von Düngemitteln oder als Grundlage für synthetische Kraftstoffe zum Einsatz.
Power-to-Liquid (P2L)
Die Herstellung von flüssigen Kraftstoffen aus Strom wird Power-to-Liquid genannt. Die auf diese Weise hergestellten synthetischen Kraftstoffe (eFuels) kommen meist dort zum Einsatz, wo erneuerbar erzeugter Strom nur schwer direkt eingesetzt werden kann. Dies ist im Bahn-, Schiffs- und Flugverkehr sowie beim Schwertransport an Land der Fall.
Power-to-Heat (P2H)
Bei Power-to-Heat wird idealerweise selbst erzeugter Strom eingesetzt, um Wärme zu erzeugen. Für das Verfahren kommt aber auch Strom aus dem Netz zum Einsatz, etwa wenn keine erneuerbare Energie verfügbar ist. Power-to-Heat hat in Kopplung mit Wärmepumpen einen besonders hohen Wirkungsgrad.
Power-to-X: Vor- und Nachteile
Vorteile
- Ermöglicht die alternative Nutzung von selbst erzeugtem Strom bzw. günstigem Bezugsstrom
- Macht Strom speicher- und transportierbar in anderer Form
- Kann helfen, fossile Brennstoffe in Industrie, Luftfahrt und Schifffahrt zu ersetzen
- Besonders nützlich für Bereiche, die sich schwer elektrifizieren lassen
Nachteile
- Bei jeder Umwandlung kommt es zu Energieverlusten
- Auch die Umwandlung selbst benötigt Strom
- Die Infrastruktur (Anlagen, Speicher, Transportwege) ist kostenintensiv
- P2X-Verfahren sind noch nicht flächendeckend verfügbar
Fazit: Wie zukunftsfähig ist Power-to-X?
Die Power-to-X-Technologie hilft dabei, Strom aus erneuerbaren Energien sowie günstigen Börsenstrom umzuwandeln und für andere Verwendungszwecke nutzbar zu machen. Das Verfahren hat einige Vorteile, ist aber keine Universallösung, denn P2X kann nicht in allen Fällen sinnvoll genutzt werden.
Zum einen ist der Wirkungsgrad von Power-to-X ein großer Nachteil. Denn auch wenn sich Überschussstrom in ein anderes Medium umwandeln lässt, so treten bei jeder Umwandlung Energieverluste auf. Zusätzlich benötigt die Umwandlung in ein anderes Medium selbst Strom. Weiterhin braucht es entsprechende Anlagen und eine funktionierende Infrastruktur für eine sinnvolle Nutzung von Power-to-X.
Trotzdem ist P2X wichtig. So kann Überschussstrom genutzt werden, der sonst verloren gehen würde, und der Strombezug im Netz gesteigert werden, wenn gerade viel Strom zur Verfügung steht. Besonders für Bereiche wie die Luftfahrt, die sich nur schwer direkt elektrifizieren lässt, kann Power-to-X ein wichtiger Baustein sein. Wie sich der gesamte Power-to-X-Prozess weiterentwickeln lässt, wird vom Bundesministerium im Rahmen des Kopernikus-Projekts erforscht.
Übrigens: Wenn es durch eine Überproduktion zu viel Strom im Netz gibt, hat das Auswirkungen auf den Strommarkt. Erfahren Sie in unserem Artikel zur Strombörse, wie dieser funktioniert.
