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Im Fokus der Studiendatenbank stehen Veröffentlichungen, die sich mit dem notwendigen Umbau und der Steuerung des Energiesystems für eine erfolgreiche Energiewende insgesamt beschäftigen. Mehr zu den Kriterien, nach denen das Forschungsradar Studien aufnimmt …

 

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Ermittlung des volkswirtschaftlichen sowie des klimarelevanten Nutzens mittels Power-to-Gas

Herausgeber/Institute:

LBST

Datum:

Februar 2018

Autoren:

Ulrich Bünger, Jan Michalski, Jan Zerhusen

Art der Veröffentlichung:

Endbericht

Auftraggeber/Förderer:

Open Grid Europe GmbH, Amprion GmbH

Themenbereiche:

Ökonomie
Energiesysteme

Schlagwörter:

Flexibilitätsoptionen, Sektorenkopplung, Sektorkopplung

Seitenzahl:

185

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Zielsetzung und Fragestellung

Ziel der Studie ist die quantitative Analyse volkswirtschaftlicher und klimarelevanter Vorteile durch eine intelligente Sektorenkopplung mit Power-to-Gas (PtG). Bei der Analyse des Kosten-Nutzenverhältnisses wird auch die Frage betrachtet, inwieweit Power-to-Gas den Ausbaubedarf der Stromnetze zum Beispiel in Form einer hypothetischen Nord-Süd-Gleichstromtrasse wirtschaftlich vorteilhaft reduzieren kann. Daneben wird der Nutzen von Power-to-Gas mit anderen Flexibilisierungsoptionen im Stromsektor verglichen.

Zentrale Ergebnisse

Die Analyse zeige, dass Power-to-Gas in einem Energiesystem mit hohem Anteil an erneuerbarer Stromerzeugung in der Mehrzahl der untersuchten Fälle unverzichtbar sei. Die PtG-Technologie habe zwar den Nachteil, dass der Energiebedarf durch Umwandlungsverluste steige, dafür habe sie den Vorteil der einfachen Speicherung und Transports von Wasserstoff bzw. synthetischem Methan als universelle Energieträger. In den meisten Fällen überwögen die Vorteile der PtG Technologie durch die gute Speicherbarkeit die Nachteile aus den zusätzlichen Umwandlungsverlusten bei der Wasserstoff- bzw. ...

Die Analyse zeige, dass Power-to-Gas in einem Energiesystem mit hohem Anteil an erneuerbarer Stromerzeugung in der Mehrzahl der untersuchten Fälle unverzichtbar sei. Die PtG-Technologie habe zwar den Nachteil, dass der Energiebedarf durch Umwandlungsverluste steige, dafür habe sie den Vorteil der einfachen Speicherung und Transports von Wasserstoff bzw. synthetischem Methan als universelle Energieträger. In den meisten Fällen überwögen die Vorteile der PtG Technologie durch die gute Speicherbarkeit die Nachteile aus den zusätzlichen Umwandlungsverlusten bei der Wasserstoff- bzw. ...

Die Analyse zeige, dass Power-to-Gas in einem Energiesystem mit hohem Anteil an erneuerbarer Stromerzeugung in der Mehrzahl der untersuchten Fälle unverzichtbar sei. Die PtG-Technologie habe zwar den Nachteil, dass der Energiebedarf durch Umwandlungsverluste steige, dafür habe sie den Vorteil der einfachen Speicherung und Transports von Wasserstoff bzw. synthetischem Methan als universelle Energieträger. In den meisten Fällen überwögen die Vorteile der PtG Technologie durch die gute Speicherbarkeit die Nachteile aus den zusätzlichen Umwandlungsverlusten bei der Wasserstoff- bzw. Methanproduktion.

Zentrale Annahmen und Thesen

Die Studie basiert auf der Feststellung, dass die Energiesektoren Strom, Verkehr, Wärme und Industrie im künftigen Energiesystem eng verzahnt sein werden. Dies geschehe durch den vermehrten Einsatz von Strom in anderen Sektoren und durch die Umwandlung von Strom mittels Elektrolyse in andere Energieträger („Power-to-Gas“), die dann sektorenübergreifend zur Verfügung stünden. Eine intelligent gestaltete Sektorenkopplung ermögliche die Bereitstellung flexibler Lasten, die Speicherung großer Energiemengen sowie umfangreiche Chancen eine synergistische Nutzung der bestehenden Gasnetzinfrastruktur.

Methodik

Gegenstand der Studie ist vor allem die frühe Phase der Energiewende und Sektorenkopplung zwischen Strom- und Gassektor mit einem Fokus auf die Periode 2025 bis 2035. Das Jahr 2050 wird perspektivisch mit betrachtet.

Das Modell bildet den gesamten Stromerzeugungs- und Gastransportsektor ab. Im Hinblick auf die Energieverbraucher erfolgt eine unabhängige Modellierung der neuen Power-to-Gas-Märkte in der Mobilität, der Versorgung mit Raumwärme und Warmwasser sowie der Industrie in jeweils unterschiedlichen Szenarien.

Im Rahmen der Studie wird ein über den Netzentwicklungsplan (NEP) ...

Gegenstand der Studie ist vor allem die frühe Phase der Energiewende und Sektorenkopplung zwischen Strom- und Gassektor mit einem Fokus auf die Periode 2025 bis 2035. Das Jahr 2050 wird perspektivisch mit betrachtet.

Das Modell bildet den gesamten Stromerzeugungs- und Gastransportsektor ab. Im Hinblick auf die Energieverbraucher erfolgt eine unabhängige Modellierung der neuen Power-to-Gas-Märkte in der Mobilität, der Versorgung mit Raumwärme und Warmwasser sowie der Industrie in jeweils unterschiedlichen Szenarien.

Im Rahmen der Studie wird ein über den Netzentwicklungsplan (NEP) ...

Gegenstand der Studie ist vor allem die frühe Phase der Energiewende und Sektorenkopplung zwischen Strom- und Gassektor mit einem Fokus auf die Periode 2025 bis 2035. Das Jahr 2050 wird perspektivisch mit betrachtet.

Das Modell bildet den gesamten Stromerzeugungs- und Gastransportsektor ab. Im Hinblick auf die Energieverbraucher erfolgt eine unabhängige Modellierung der neuen Power-to-Gas-Märkte in der Mobilität, der Versorgung mit Raumwärme und Warmwasser sowie der Industrie in jeweils unterschiedlichen Szenarien.

Im Rahmen der Studie wird ein über den Netzentwicklungsplan (NEP) hinausgehender Ausbau der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien zugrunde gelegt. Für die zusätzlichen Strommengen aus Erneuerbaren Energien werden dann Optionen zur Nutzung von PtG im Verkehr, Wärmesektor und Industrie, zur Langzeitspeicherung und Nutzung des Erdgasnetzes in Unterstützung des Elektrizitätsnetzes untersucht. Die Ermittlung des volkswirtschaftlichen Nutzens erfolgt insbesondere anhand von CO2-Vermeidungskosten sowie der Verringerung von Systemkosten (z.B. Redispatch, Einspeisemanagement).

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