Für die Vollversorgung des deutschen Energiebedarfs mit erneuerbaren Energien werden synthetische Gase eine wichtige Rolle spielen. In der Metaanalyse von [1] wird aufgezeigt, dass im zukünftigen Energiesystem in Deutschland mehreren Studien zufolge eine Elektrolyseleistung von mehr als 100 GW benötigt wird.
Wenn im Verlauf der nächsten Jahrzehnte eine derartige Elektrolyseleistung installiert werden soll, bedarf es eines rechtzeitigen Markthochlaufs, damit marktgerechte, zuverlässige und preiswerte Anlagen zur Verfügung gestellt werden können. Für diese Entwicklung müssen ab einem bestimmten Zeitpunkt erste Skalierungseffekte realisiert werden. Dazu ist es erforderlich, während des Markthochlaufs einen wirtschaftlichen Betrieb zu ermöglichen. In diesem Beitrag soll gezeigt werden, welchen Einfluss eine CO2-Bepreisung auf die Wirtschaftlichkeit von Power-to-Gas-Anlagen (PtG) haben kann.
Zunächst werden die H2-Gestehungskosten in Abhängigkeit von der Investitionssumme und der Produktionsmenge analysiert, wobei verschiedene Varianten der Strombeschaffung betrachtet werden. Anschließend wird der Einfluss einer Bepreisung von CO2-Emissionen diskutiert.
Die Strombezugskosten werden anhand eines erstellten mathematischen Optimierungsmodelles unter Beachtung des Wasserstoffabsatzes minimiert, so dass eine Wasserstoffproduktion überwiegend in Zeiten mit günstigen Strompreisen bzw. zu günstigen Regelleistungspreisen erfolgt [2].
Skalierungseffekte senken Kosten
Bei einer Erhöhung der Produktionsmenge eines Gutes erfolgt gemäß dem Ansatz der Preis-Erfahrungskurve eine Reduktion der Herstellungskosten. Dieser Effekt konnte bereits in anderen Technologiebereichen quantifiziert werden. Beispielsweise reduzierten sich die Preise für PV-Anlagen um etwa 24 Prozent bei einer Verdoppelung der installierten Leistung [3]. Für Windkraftanlagen wird eine Erfahrungskurve von 7 Prozent für Offshore-Windenergie und 10 Prozent für Onshore-Windenergie genannt [4].
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Autoren:
Martin Kopp
Prof. Birgit Scheppat
beide Hochschule RheinMain, Wiesbaden
umgekehrt: weiterer Ausbau von schwankenden EE-Erzeugungskapazitäten funktioniert nur mit kostengünstigen Speicher-Technologien, wie Wasserstoff-Gewinnung aus opportunistischer PtG-Elektrolyse.
Wasserstoff ist ein wichtiger Rohstoff, der sonst aus Erdgas gewonnen werden muss!
Wow – mehreren Studien zufolge wird also eine Elektrolyseleistung von mehr als 100 GW benötigt. Aber außer den Hinweisen auf Kostensenkungen durch Skalierung bei der EE-Stromerzeugung finde ich weder eine Größenordnung, was an EE-Kapazität zusätzlich für die Elektrolyse benötigt würde – noch einen flammenden Appell zum raschen Aufbau der erforderlichen EE-Erzeugungskapazitäten.
Mal ehrlich – wo soll der Strom für „grünen Wasserstoff“ denn herkommen bei derzeit 40% EE-Stromanteil in Deutschland und schleppendem Ausbau /Stagnation?!?