Der Begriff Power-to-Gas beschreibt die Herstellung gasförmiger synthetischer Energieträger unter Verwendung von Strom aus Erneuerbaren Energien.

Bei der Elektrolyse wird Wasser (H20) unter Zuführung von elektrischem Strom in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) gespalten. Wird für die Elektrolyse ausschließlich Strom aus Erneuerbaren Energien genutzt, spricht man auch von „grünem“ Wasserstoff. Auf diese Weise wird ein Teil der elektrischen Energie chemisch in Form von gasförmigem Wasserstoff gespeichert. Wasserstoff kann direkt genutzt werden, beispielsweise in der chemischen Industrie oder in Brennstoffzellen. Das Gas kann auch bis zu einem Anteil von etwa fünf Prozent in das Erdgasnetz eingespeist werden.

Alternativ kann der Wasserstoff unter Zugabe von Kohlendioxid (CO2) in synthetisches Methan (CH4) umgewandelt werden, das chemisch identisch ist mit fossilem Erdgas und Biomethan. Methan ist einfacher zu handhaben als Wasserstoff, es kann quasi unbegrenzt in den bestehenden Gasinfrastrukturen gespeichert und transportiert werden. Zudem ist es in allen herkömmlich mit Erdgas betriebenen Anwendungen nutzbar. Dazu gehören zum Beispiel Blockheizkraftwerke zur Strom- und Wärmeerzeugung oder Erdgasfahrzeuge. Power-to-Gas soll in Zukunft die mittel- und langfristige Speicherung von Energie ermöglichen und vor allem in Bereichen eingesetzt werden, wo eine direkte Stromnutzung nicht möglich ist, etwa zur Produktion von Hochtemperatur-Prozesswärme. Aufgrund der hohen Energieverluste bei den chemischen Prozessen sollte Strom jedoch möglichst direkt genutzt werden, zum Beispiel in E-Autos.

Manche Brennstoffzellen nutzen anstelle von Wasserstoff auch andere Brennstoffe wie Methanol (CH3OH) oder Erdgas (CH4).

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