Power-to-X-Länderanalysen

Von nachhaltigem Strom zu speicherbaren Energieträgern für eine globale Energiewende

Als Power-to-X werden Verfahren bezeichnet, bei denen Strom in speicherbare Energieträger umgewandelt wird. »Power« bezeichnet hierbei den Einsatz von grünem, auf erneuerbaren Energien basierendem Strom und »X« steht für die Energieform, z. B. Gas oder Flüssigkeit, oder den Verwendungszweck, z. B. Ammoniak. Diese Energieträger, können nicht nur über weite Strecken transportiert werden, sondern eignen sich auch zur Defossilisierung verschiedener Sektoren, die sich nur begrenzt oder überhaupt nicht auf direktem Wege mit grünem Strom betreiben lassen. Beispiele sind im Mobilitätssektor die Schifffahrt oder die Luftfahrt oder im Industriesektor die Stahl- und Zementproduktion. Aber auch die chemische Industrie wird mittelfristig auf nicht-fossile Grundstoffe angewiesen sein. 

Woher Deutschlands Importe für Wasserstoff und Power-to-X-Produkte kommen könnten

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben eine globale Analyse von Regionen erstellt, die für eine Wasserstoff- und Power-to-X-Produktion und in Verbindung mit dem Transport nach Deutschland in Frage kommen. Die Studie untersucht die Produktions- und Transportkosten der wichtigsten Power-to X-Produkte bis zum Jahr 2030. Dazu wurden insgesamt 39 Regionen in 12 von H2Global vorausgewählten Ländern analysiert. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Analyse der Stromerzeugungskosten aus erneuerbaren Energien in diesen Ländern und der anschließenden detaillierten Planung und simulationsgestützten Optimierung von Power-to-X-Ketten für die Produktion von grünem Wasserstoff, Ammoniak, Methanol und Kerosin. Für die Importszenarien wurde der Langstreckentransport von grünen Energieträgern nach Deutschland entweder in Form von Seeschiffen oder Wasserstoffpipelines betrachtet. Eine zentrale Voraussetzung war die Erzeugung und Nutzung ausschließlich erneuerbarer Energien für die Produktion von 100% grünem Wasserstoff.

Schlussfolgerungen für eine optimale Power-to-X-Erzeugung:

• Standortbezogene Analysen von Regionen, die für die Power-to-X-Produktion in Frage kommen, sind für zuverlässige Kostenschätzungen unerlässlich. Das komplexe Zusammenspiel von Wind- und Photovoltaik-Erzeugungsprofilen, topographischen und infrastrukturellen Bedingungen und auch administrativen Rahmenbedingungen machen standortspezifische Analysen unabdingbar. Allgemeine Abschätzungen für zukünftige Power-to-X-Regionen, die nur auf isolierten Wind- oder Photovoltaik-Potenzialen und -Kosten basieren, vernachlässigen diese Aspekte.
• Die Gesamttransportdistanz der Produkte kann einen entscheidenden Einfluss haben, ist aber nicht unbedingt ein Ausschlusskriterium.
• Niedrige Stromgestehungskosten bei Wind und Solar und damit verbundene hohe Volllaststunden haben einen erheblichen Einfluss auf die Auslastung der Elektrolyse und die gesamte Power-to-X-Kette.
• Günstige kombinierte Bedingungen für Wind- und PV-Stromerzeugung können in vielen Fällen vorteilhafter sein als Standorte mit extrem guten Bedingungen für jeweils nur Wind oder PV.
• Niedrige Kapitalkosten haben insgesamt einen hohen Einfluss auf die Produktions- und Versorgungskosten.

Ein Ergebnis der Studie ist, dass für den Import grünen Ammoniaks, Methanols und Kerosins von den 12 von H2Global vorausgewählten Ländern Brasilien, Kolumbien und Australien besonders gute Bedingungen bieten. Importe von gasförmigem grünem Wasserstoff könnten aus Südeuropa oder Nordafrika stammen, sofern dafür rechtzeitig Pipelines zum Transport zur Verfügung stehen.

Die Analyse stellt damit eine wichtige Grundlage für bilaterale Abkommen zum Import von Power-to-X-Produkten und für den sich anbahnenden globalen Wasserstoffmarkt dar.