Power-to-X-Technologien zur Herstellung von gasförmigen und flüssigen Energieträgern kommt bei der Transformation des Energiesystems eine zentrale Rolle zu. Gleichzeitig stellt sich für die energieintensiven Prozesse die Frage, ob sich mit ihnen die intendierten Umweltentlastungen realisieren lassen.

Das Institut für ökologische Wirtschaftsforschung hat vier Technologien mithilfe der Ökobilanzierung näher untersucht: die Protonen-Austausch-Membran-Elektrolyse und die chemische Methanisierung als Power-to-Gas-Verfahren sowie die Fischer-Tropsch-Synthese die direkte Ammoniaksynthese als Power-to-Liquid-Verfahren. Für das Jahr 2030 wurde die gesamte Produktionskette in Bezug auf Treibhausgaspotenzial und weitere Wirkungskategorien analysiert.

Die Ergebnisse zeigen, dass mit den vier Verfahren deutliche Umweltvorteile gegenüber fossilen Referenzprodukten erzielt werden können, wenn Windkraft als Stromquelle genutzt wird. Bei Verwendung des durchschnittlichen Strommixes hingegen ergeben sich Netto-Belastungen. Alternative Strombereitstellungsszenarien mit Offshore-Windanlagen oder einem nordafrikanischen Mix aus Wind- und Photovoltaikstrom zeigen, dass die Emissionsreduktionen noch höher ausfallen können.

Der übergreifende Blick auf die Verfahren macht drei Bedingungen für einen ökologisch vorteilhaften Betrieb deutlich. Erstens sind als Stromquelle konsequent erneuerbare Energien einzusetzen, die hierfür entsprechend ausgebaut werden müssen. Zweitens sollten zur CO2-Bereitstellung keine Quellen genutzt werden, die das verbleibende Emissionsbudget unverhältnismäßig belasten oder den Einsatz alternativer, klimaneutraler Verfahren in der Industrie behindern. Und drittens ist der Einsatz der vier Verfahren ist nur dann sinnvoll, wenn für die anvisierte Anwendung keine ökologisch vorteilhaftere Technologiealternative vorhanden ist.