Der Lehrstuhl für Energiesysteme witmet sich dieser Herausforderung: In einer neuen Studie wird mit Hilfe der linearen Programmierung ein großtechnisches Energiesystem optimiert, das vollständig mit den Komponenten einer Power-to-X-Anlage gekoppelt ist. Diese Power-to-X-Anlage produziert Wasserstoff und synthetisches Erdgas.
Die Ergebnisse zeigen, dass im betrachteten Szenario Power-to-X-Anlagen in fast allen Regionen installiert sind und zur mehrtägigen bis saisonalen Energiespeicherung eingesetzt werden. Die Elektrolyse muss sehr dynamisch betrieben werden und hat in jeder Region ca. 200 Anläufe pro Jahr, während die Methanisierung wesentlich entkoppelter von den Schwankungen der erneuerbaren Energien ist und nur ca. 40 Anläufe pro Jahr in jeder Region hat. Ermöglicht wird dies durch ein Wasserstoffspeichersystem, das bei optimaler Auslegung die Wasserstoffproduktion der Elektrolyse für durchschnittlich 17 Stunden speichern kann. Darüber hinaus werden in dieser Studie weitere Flexibilitätsanforderungen an Power-to-X-Anlagen untersucht, darunter deren Fahrplan, Volllaststunden, durchschnittliche Betriebszeiten und durchschnittliche Stillstandszeiten.
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