Power-to-X (PtX/P2X) Technologien für die Energiewende: Power-to-X ermöglicht, Strom aus Sonne und Wind haltbar und transportabel zu machen.

Was ist Power-to-X?

Auf dem Weg zur Klimaneutralität sind Lösungen gefragt, die Strom aus Sonne und Wind speicherbar machen. Ein Weg ist die Wandlung volatil erzeugter Elektrizität in chemische Energie. Grundlage dafür ist das Element Wasserstoff. Wasserstoff lässt sich durch die Elektrolyse von Wasser erzeugen. Kommt bei der Spaltung von Wasser in die Elemente Sauerstoff und Wasserstoff Energie aus regenerativen Quellen zum Einsatz, sprechen wir von grünem Wasserstoff.

Power-to-X basiert im Wesentlichen auf Wasserstoff, geht aber über die reine Elektrolyse und vor allem die direkte Nutzung des Gases hinaus. Um die Energiewende sowie die Dekarbonisierung ganzer Industriesektoren zu beschleunigen, gibt P2X Antworten darauf, was aus dem Element Wasserstoff alles entstehen kann.

Differenzierung nach Energieformen

Power-to-X heißt im engen Wortsinn, Energie in eine andere Form zu wandeln. Hierbei lässt sich eine Unterteilung nach Energieformen vornehmen. Typische Vertreter sind Power-to-Gas, Power-to-Heat und Power-to-Liquid.

Power-to-Heat (PtH/P2H)

Ein weiterer Vertreter im Anwendungsbereich heißt Power-to-Heat. Dieses Konzept betrachtet die Wandlung elektrischen Stroms in thermische Energie, z. B. mit Hilfe von Wärmepumpen oder Elektrokesseln. Das Ganze ist aber nicht mit einer elektrisch betriebenen Heizung zu vergleichen. Vielmehr verfolgt Power-to-Heat das Ziel, überschüssige Energie aus regenerativen Quellen so zu wandeln, dass sie haltbar wird.

Power-to-Liquid (PtL/P2L)

Hinter Power-to-Liquid stehen Verfahren, die sich im Wesentlichen unter der Bezeichnung „E-Fuels“ zusammenfassen lassen. Hierzu zählen z. B. Methanol und Ammoniak. Das Grundprinzip: Mit regenerativ produziertem Wasserstoff sowie CO₂ oder Stickstoff gut nutz- und transportierbare Kraftstoffe synthetisieren. Forschungen belegen, dass gerade Ammoniak, Strukturformel NH₃, eine Schlüsselrolle als grüner Treibstoff einnimmt. Ammoniak punktet im Vergleich zu anderen Energieträgern wie flüssiger Wasserstoff oder Methanol durch vergleichsweise niedrige Herstellkosten. Zu beachten ist allerdings die hohe Toxizität.

Differenzierung nach Verwendungszweck

Eine weitere Abgrenzung lässt sich nach dem Verwendungszweck vornehmen, wobei es hier durchaus Unschärfen in der Abgrenzung gibt.

Power-to-Ammonia, also die Synthese von Ammoniak, gehört als Prozess zum Bereich Power-to-Liquid bzw. dem Feld der sogenannten E-Fuels. Letztlich verfolgt dieser Verwendungszweck das Ziel, regenerativen Stroms in einen chemischen Energieträger zu wandeln, um ihn so speicher- und transportierbar zu machen. Weitere typische Begriffsbezeichnungen sind Power-to-Chemicals, Power-to-Fuel und Power-to-Syngas.

Power-to-X ist mehr als die Elektrolyse von Wasserstoff

„Power-to-X ist ein ganzheitlicher Ansatz, erneuerbare Energie zu wandeln. Wir gehen damit also weit über das reine Speichern chemischer Energie hinaus“, erläutert Matthias Füller, Vice President VMM Process Industry bei Phoenix Contact.

Diese Wandlung benötigt auf Anlagenebene Lösungen für das Automatisieren, Elektrifizieren und Vernetzen. Wie solche Systeme auf Basis standardisierter Technik aussehen können und wo Power-to-X von Phoenix Contact bereits im Einsatz ist, lesen Sie unter dem folgenden Link.