Power-to-X ist ein Konzept, das scheinbar alle Wünsche erfüllt: Eine Wirtschaft, die gleichzeitig den Energiebedarf deckt, Mobilität und Wärme gewährleistet und sogar als Grundlage der Chemieproduktion dienen kann und dabei gleichzeitig klimaneutral und ressourcenschonend ist. Doch wie weit sind wir von der Umsetzung entfernt?

Power-to-X-Technologien nutzen Strom aus erneuerbaren Quellen, um aus Kohlendioxid Gas, Kraftstoffe oder Chemikalien (subsummiert als „x“) zu erzeugen. Indem solche neuen Prozesse entwickelt und umgesetzt werden, lässt sich die Abhängigkeit von fossilen Ressourcen reduzieren. Auch Dr. Simon Hafner, ThyssenKrupp Industrial Solutions, sieht das so: „Power-to-X-Technologien werden ein wichtiger Baustein sein, um den Übergang aus der fossilen Energieversorgung erfolgreich zu meistern.“ Gleichzeitig können diese Verfahren dazu beitragen, die Schwankungen in der erneuerbaren Stromerzeugung auszugleichen. Schlüssel dafür ist die Integration der Energiewirtschaft mit dem Verkehrssektor und der chemischen Industrie.

In der Chemie eröffnet Power-to-X alternative Synthesewege für Chemikalien. Eine Schlüsselrolle kommt dabei der Elektrolyse zu: Sie liefert den Wasserstoff für weiterführende Prozesse wie z.B. Methanisierung oder Fischer-Tropsch-Synthese. Christian von Olshausen von Sunfire : „Elektrolyse ist das Bindeglied zwischen Elektrizität und Chemie. Auf lange Sicht wird PtX praktisch alles ersetzen, was heute aus Gas, Kohle, Rohöl oder Biomasse gewonnen wird.“

Angesichts knapper werdender fossiler Ressourcen, auf denen viele chemische Produktionsprozesse basieren, ist ein Umdenken notwendig. Für die Zukunft bedeutet das: Wir müssen alternative Kohlenstoffquellen erschließen und nutzen, dazu gehört auch CO_2. „Power-to-X entwickelt sich von einem möglichen Szenario zu einer absoluten Notwendigkeit“, sagt Arnaud de Lhoneux, Regional Business Development Manager von Hydrogenics Europe. Sein Unternehmen beschäftigt sich seit 60 Jahren mit Wasserstofftechnologie.

Die Forschung an Power-to-X-Technologien läuft auf vollen Touren  - und das ist gut, denn die Zeit wird knapp. So gibt es in Deutschland und auch Europa zurzeit eine Vielzahl an innovativen Forschungsprojekten in diesem Bereich. Dazu gehören unter anderem die beiden großen BMBF-Vorhaben Kopernikus P2X und Carbon2Chem. In beiden sind die Forschungsarbeiten klar auf vielversprechende Anwendungsfälle für PtX-Technologien ausgerichtet. Diese reichen von der Methanol-Herstellung aus Hüttengasen der Stahlindustrie (Carbon2Chem) über die Synthese von Spezialchemikalien wie Butanol bis hin zur dezentralen container-basierten Produktion von synthetischen Kraftstoffen wie Diesel oder Kerosin (Kopernikus P2X). Bei Letzterem wird sogar aus der Luft abgeschiedenes CO₂ als Kohlenstoffquelle verwendet.

Das alles zeigt, dass schon jetzt über den nächsten Schritt nachgedacht werden muss: Wie kann die Markteinführung im großen Maßstab erfolgen?

„Die Nordsee wird Europas Zentrum für erneuerbare Energien werden. Um diese Energie für den ganzen Kontinent zu erschließen, brauchen wir Power-to-X in allen Bereichen, ob Energie, Gas, Wärme oder Chemie. Die Technologien stehen bereit, aber die Regulierung steht dem noch im Weg“, meint Martin Eckhard, Koordinator des QUARREE100-Projektes der Entwicklungsagentur Region Heide.

Doch selbst wenn die regulatorischen Hürden beseitigt sind – um vom heutigen Forschungsmaßstab in Bereiche zu kommen, mit denen tatsächlich alle Sektoren abgedeckt werden können, bedarf es der aktiven Unterstützung. „Wir brauchen ein Markteinführungsprogramm für die Technologie, die praktisch allen PtX-Wertschöpfungsketten zugrunde liegt, die Elektrolyse“, analysiert Prof. Michael Sterner von der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg, der das Forschungszentrum für Energienetze  und –Speicher leitet. „Ein Großteil der Technologie hat den nötigen Reifegrad. Wir brauchen klare Regeln und Unterstützung für die Markteinführung, um die Kosten zu senken. Wir müssen diese Lernkurve jetzt durchlaufen, damit die Technologie im Megawatt-Maßstab zur Verfügung steht, wenn wir sie brauchen.“

Mehr über innovative Lösungen und Trends aus dem Power-to-X-Bereich, wie z.B. Brennstoffzellen und E-Fuels den Mobilitätssektor nachhaltig verändern können oder welche Chancen Start-Ups gerade jetzt in diesem Bereich haben, können Sie in den nächsten Wochen im DECHEMA Blog nachlesen - oder Sie machen sich ein eigenes Bild auf dem PRAXISforum Power-to-X am 8. und 9. Oktober in Frankfurt am Main.