Vergleich von Power-to-X-Konzepten zur Sektorenkopplung bei hohen regenerativen Anteilen

In dieser Arbeit wird ein mögliches gekoppeltes Energiesystem Deutschlands mit den Sektoren Strom, Wärme und Verkehr im Jahr 2050 bei einer hohen regenerativen Stromerzeugung betrachtet, in dem die Nutzung der elektrischen Überschüsse in Power-to-Gas-Anlagen und die Nutzung in Power-to-Heat-Anlagen zur Wärmeerzeugung im Fokus liegt. Es werden mehrere Szenarien mit unterschiedlichem Fokus anhand der jährlichen CO2-Emissionen und der Kosten verglichen. Die betrachteten Szenarien zeigen, dass die Nutzung der überschüssigen elektrischen Energie mittels Power-to-Gas und Power-to-Heat zu einer deutlichen CO2-Emissionsminderung führen kann. Insbesondere durch die Power-to-Heat-Technologie können elektrische Überschüsse ohne Zwischenspeicherung mit einem hohen Wirkungsgrad direkt im Wärmesektor verwendet werden. Der Wärmesektor bietet auf Grund des großen Endenergiebedarfs große Potentiale zur Nutzung der elektrischen Überschüsse. Bei der Verwendung der Power-to-Gas-Technologie zur Speicherung der Energie in Form von Methan ist auf Grund der hohen Verluste eine Nutzung der Abwärme sinnvoll. Alternativ kann eine Speicherung in Form von Wasserstoff erfolgen, um die Verluste der Power-to-Gas-Anlage zu reduzieren.