Wasserstoff-Speicheranlage in einem Kiefernwald mit zwei großen weißen Tanks und einem Gebäude, alle mit der Aufschrift H2

Umwandlungstechnologien

Flexibilität für die Energiewende 2.0: Erneuerbare Energien stehen nicht immer bedarfsgerecht zur Verfügung. Umwandlungstechnologien (Power-to-X) machen überschüssige Energie speicherbar und vielseitig nutzbar – von grünem Wasserstoff für die Industrie über klimafreundliche Kraftstoffe für den Verkehrssektor bis hin zu nachhaltiger Wärmeversorgung. So wird Erneuerbare Energie nicht nur für das Stromnetz nutzbar, sondern treibt auch die Transformation von Industrie, Mobilität und Wärmemärkten voran – etwa mit Wasserstoffbussen oder der Produktion von grünem Stahl.

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Diagramm der Wasserstoff-Wertschöpfungskette, unterteilt in die Bereiche Upstream, Midstream und Downstream mit Details zu Energieversorgung, Herstellung, Speicherung, Transport, Konvertierung, Vertrieb und Verbrauch

Power-to-X: Wertschöpfung durch flexible Energienutzung

Power-to-X-Technologien wandeln überschüssigen Strom aus Erneuerbaren Energien in Wasserstoff, Ammoniak, Methan oder synthetische Kraftstoffe um und schaffen so eine vielseitige Energiequelle für Industrie, Strom- und Wärmeerzeugung sowie den Transportsektor. Diese Prozesse ermöglichen eine effiziente Sektorenkopplung, optimieren Transport- und Speicherprozesse und steigern die wirtschaftliche Wertschöpfung entlang der gesamten H₂-Kette. Durch die flexible Nutzung gespeicherter Energie lassen sich Erneuerbare Energien optimal integrieren, Versorgungssicherheit erhöhen und fossile Energieträger schrittweise ersetzen.

Zukunftsenergie im Fokus: Wasserstoff

Wie entwickelt sich der Bedarf an Wasserstoffspeichern?

70-100 TWh

Speicherbedarf für Wasserstoff in Deutschland bis 2045. Diese Entwicklung zeigt, wie essenziell Wasserstoff als Energieträger der Zukunft ist.

Quelle: BMWK

Wie viel grüner Wasserstoff wird derzeit produziert?

5 %

Nur ein geringer Anteil des in Deutschland genutzten Wasserstoffs stammt aus erneuerbaren Energien und wird durch Elektrolyse erzeugt.

Quelle: KFW https://www.kfw.de/PDF/Download-Center/Konzernthemen/Research/PDF-Dokumente-Fokus-Volkswirtschaft/Fokus-2024/Fokus-Nr.-475-November-2024-Wasserstoff.pdf

Power-to-Gas

Energie für alle Sektoren

Power-to-Gas-Technologien wandeln überschüssigen Strom in gasförmige Energieträger wie Wasserstoff um, der flexibel gespeichert und genutzt werden kann. Wasserstoff treibt emissionsfreie Fahrzeuge an, ersetzt fossile Rohstoffe in der Industrie und sorgt für eine nachaltigere Wärmeversorgung durch Beimischung ins Erdgasnetz. Als Bindeglied zwischen Strom, Wärme, Verkehr und Industrie schafft Power-to-Gas eine effiziente Sektorenkopplung und umfassende Dekarbonisierung.

Grafische Darstellung der Erzeugung von Wasserstoff durch erneuerbare Energiequellen, von links nach rechts: Solarmodule und Windrad, Elektrolyseur und Wasserstoffmolekül-Symbol

Power-to-Liquid

Treibstoff für schwer elektrifizierbare Sektoren

Power-to-Liquid (PtL) laut Fraunhofer ISE die Herstellung synthetischer flüssiger Kraftstoffe wie Kerosin, Diesel oder Benzin aus grünem Wasserstoff und CO₂. Dieses Verfahren ermöglicht die Nutzung Erneuerbarer Energien in Form von flüssigen Brennstoffen, die in bestehenden Infrastrukturen wie Tankstellen und Verbrennungsmotoren eingesetzt werden können. Besonders in schwer elektrifizierbaren Bereichen wie der Luft- und Schifffahrt bietet PtL eine vielversprechende Lösung für die Energiewende.

Illustration der Energieumwandlung: Solarpanel und Windrad erzeugen Strom, der für die Elektrolyse verwendet wird, um Wasserstoff zu erzeugen, der dann in Kraftstoff umgewandelt wird

Power-to-Heat

Effiziente Wärme aus Erneuerbarem Strom

Power-to-Heat-Technologien wandeln überschüssigen Strom in Wärme um, die für Heizungssysteme oder industrielle Prozesse genutzt werden kann. Durch Wärmepumpen und elektrische Heizkessel wird Erneuerbare Energie effizient in Fernwärmenetze eingespeist. Diese kostengünstige Lösung unterstützt die Integration Erneuerbarer Energien in den Wärmesektor und ersetzt fossile Energieträger wie Gas und Öl.

Schematische Darstellung der Umwandlung von erneuerbarer Energie, mit Solarpanel und Windturbine, die über eine Batterie zu einem Heizkörper führen

Vorteile auf einen Blick

Sektoren intelligent verbinden

Mit Umwandlungstechnologien wird Erneuerbarer Strom nicht nur für das Stromnetz genutzt, sondern auch in andere Bereiche wie Wärmeversorgung, Verkehr und Industrie integriert. Diese Verbindung – bekannt als Sektorenkopplung – schafft Synergien: Energieüberschüsse können vielseitig eingesetzt werden, etwa für die Beheizung von Gebäuden, den Antrieb von Elektrofahrzeugen oder die Versorgung von Industrieanlagen. Das Ergebnis ist eine effizientere und zukunftsorientierte Nutzung Erneuerbarer Energien.

Flexibles Stromnetz, weniger Abregelung

Durch Umwandlungstechnologien wird überschüssiger Strom, der beispielsweise an windreichen oder sonnigen Tagen erzeugt wird, gespeichert und später genutzt. Ohne diese Technologien müssten Windräder oder Solaranlagen abgeschaltet werden, weil das Stromnetz die Energie nicht aufnehmen kann – ein Vorgang, der als Abregelung bezeichnet wird. Mit innovativen Lösungen werden die Erneuerbaren Energie effizient genutzt, das Stromnetz flexibler gestaltet und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert.

Unser Engagement für eine nachhaltige Energiezukunft

Fortschritt inmitten der Gemeinden

Im Einklang mit der Umwelt

Forschung trifft Praxis

Gruppe von Erwachsenen und ein Hund spazieren auf einem Pfad in einem ländlichen Gebiet

Mehrere Personen gehen einen schmalen Pfad entlang, umgeben von grünen Bäumen, eine Person führt einen Hund an der Leine

Fortschritt inmitten der Gemeinden

Durch die Versorgung regionaler Industrien mit grünem Wasserstoff schaffen wir lokale Wertschöpfung und fördern eine nachhaltige Wirtschaft. Die Einspeisung von grünem Wasserstoff ins Erdgasnetz oder die Nutzung der Abwärme aus den Umwandlungsprozessen zur Wärmeversorgung zeigt, wie vielseitig diese Technologien genutzt werden können. Darüber hinaus eröffnen Wasserstoff-Tankstellen neue Perspektiven für die Verkehrswende und stärken die regionale Infrastruktur.

Panorama eines grünen Waldes mit vielfältiger Vegetation unter einem bewölkten Himmel

Blick auf ein bewaldetes Tal mit vielfältiger Vegetation bei Tageslicht

Im Einklang mit der Umwelt

Von der Standortwahl bis zur Inbetriebnahme achten wir darauf, natürliche Lebensräume zu bewahren und die Umweltbelastung auf ein Minimum zu reduzieren. Innovative Ansätze wie emissionsarme Prozesse, die Rückgewinnung von Abwärme und die Integration umweltfreundlicher Materialien stellen sicher, dass die Energiewende nicht auf Kosten der Natur erfolgt. So verbinden wir technologische Effizienz mit ökologischem Verantwortungsbewusstsein.

Forschung trifft Praxis

EEF treibt die Entwicklung von Umwandlungstechnologien durch enge Zusammenarbeit mit Universitäten, Forschungsinstituten, Technologieunternehmen und Startups voran. Gemeinsam analysieren wir Markttrends, führen Pilotprojekte durch und nutzen Synergien, um technologische Fortschritte gezielt umzusetzen. Strategische Partnerschaften bilden dabei die Basis für innovative und zukunftsweisende Lösungen.

Illustration eines nachhaltigen Energieökosystems, das Windkraft, Solarenergie, Wasserstofftechnologie und Elektrofahrzeuge zeigt

Hybridparks

Energie vernetzt gedacht: Ganzheitliche Konzepte der Zukunft

Hybridparks vereinen Windenergie, Photovoltaik, Speicher- und Umwandlungstechnologien zu einem intelligenten Gesamtkonzept. Diese ganzheitliche Herangehensweise gewährleistet eine gleichmäßige Stromerzeugung, die den kontinuierlichen und effizienten Betrieb von Umwandlungstechnologien wie Elektrolyseuren ermöglicht. Dabei wird überschüssiger Strom, der nicht ins Netz eingespeist werden kann, in speicherbare Energieträger wie Wasserstoff oder Wärme umgewandelt, was die Flexibilität und Versorgungssicherheit erhöht. Durch die gemeinsame Nutzung von Infrastruktur wie Netzanschlüssen und Speichersystemen werden Flächensynergien geschaffen und Kosten reduziert. Gleichzeitig tragen Hybridparks dazu bei, Erneuerbare Energien sektorenübergreifend in Verkehr, Industrie und Wärmeversorgung zu integrieren, schaffen einen erheblichen Mehrwert in der Gemeinde und leisten so einen entscheidenden Beitrag zu Klimaschutz und Wirtschaftlichkeit.

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