Power-to-X ­ und Sektoren­kopplung

Im Energiesystem der Zukunft wird Strom zunehmend aus Erneuerbaren Energien erzeugt. Durch Power-to-X können aus Strom andere Energieträger und weitere Produkte hergestellt werden. Diese synthetisch erzeugten Energieträger und Produkte können in Prozessen genutzt werden, die bislang auf fossile Kraftstoffe angewiesen waren. 

Beispiele für Power-to-X sind:

• Power-to-Gas: Bei der Power to Gas-Technologie werden Energiegase aus erneuerbarem Strom durch die Elektrolyse (Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff) erzeugt.
• Power-to-Heat: Mit dieser Technologie wird Strom aus Erneuerbaren Energien für die Wärmebereitstellung verwendet (zum Beispiel über Wärmepumpen). Durch diese Kopplung von Strom- und Wärmesektor können im Wärmesektor fossile Energieträger und Emissionen eingespart werden. 

Ein Beispiel für den Einsatz synthetischer Gase im Bereich Wärme ist die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Das ist eine etablierte Technologie der Sektorenkopplung, die erfolgreich zur Bereitstellung von Wärme und Strom genutzt wird. Bisher werden in diesem Verfahren vor allem fossile Energieträger verwendet, was zu Treibhausgasemissionen führt. Technisch ist aber auch der Betrieb mit grünem Wasserstoff oder Synfuels möglich, die mithilfe Erneuerbarer Energien hergestellt werden können. 

Neben der Umwandlung von Strom in Wärme sind folgende Power-to-X-Technologien weit verbreitet:

• Power-to-Mobility: Die Sektoren Mobilität und Strom können auf unterschiedliche Weise miteinander verknüpft werden. So brauchen Akkus von Batterie- oder Plugin-Hybrid-Fahrzeugen Strom, der aus Erneuerbaren Energien gewonnen werden kann. Darüber hinaus werden Brennstoffzellenfahrzeuge mit Wasserstoff angetrieben und Verbrennerfahrzeuge mit Synfuels (Power-to-Fuel). Diese Kraftstoffe können mithilfe Erneuerbarer Energie hergestellt werden.
• Power-to-Chemicals: Mit Strom können chemische Energieträger oder chemische Grundstoffe, wie zum Beispiel Ammoniak, gewonnen werden. 

Erneuerbare Energie unterliegt kurzfristigen und saisonalen Schwankungen. Power-to-X-Anlagen können darauf reagieren und elektrische Energie flexibel – je nach Angebot – nutzen. Denn die Anlagen können gedrosselt (bei geringerer Einspeisung Erneuerbarer Energie) oder hochgefahren (bei höherer Einspeisung Erneuerbarer Energie) werden. Diese Anlagenflexibilität bezeichnet man auch als Demand Side Management. 

Außerdem eignen sich Power-to-X-Produkte als Kurzzeitspeicher (zum Beispiel Wärme aus Power-to-Heat) oder Langzeitspeicher (zum Beispiel Gas aus Power-to-Gas).