Mit der Power-to-Gas-Technologie kann EE-Strom genutzt werden um Wasserstoff und synthetisches Erdgas (Synthetic Natural Gas - SNG) herzustellen. Diese lassen sich im Gasnetz einspeisen und ermöglichen eine saisonale Speicherung von elektrischer Energie in Gasspeichern.

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0 MW 16,7 MW 33,3 MW 50 MW

Elektrische Energie lässt sich in Form von chemischen Energieträgern in Gasspeichern über längere Zeiträume / saisonal speichern. Die Energie kann später durch Verbrennung (thermisch) oder elektro-chemische Umwandlung der Gase wieder zur Verfügung gestellt.

Die deutsche Gasinfrastruktur besteht aus 50.000 km Hochdruckleitungsnetzen und 500.000 km Verteilnetzen. Rund 50% der deutschen Haushalte sind an das Gasnetz angeschlossen. Im Gasnetz befindet sich hauptsächlich fossiles Erdgas, vereinzelt wird auch Biogas zugemischt. Bereits heute besteht die Möglichkeit Methan (gewonnen aus grünem Wasserstoff) und Wasserstoff (bis zu 10Vol %) zuzumischen. Die spezifische CO2-Emission von Erdgas liegt bei 180g CO2/kWh .

Strom wird in Deutschland heute hauptsächlich aus Wind, Photovoltaik, Wasserkraft, Biomasse, Kohle und Gas bereitgestellt.
Der Strommix besteht aus 53,7 % konventionellen Energieträgern (Kohle, Kernenergie, Erdgas, sonstige) und 46,3 % aus erneuerbaren Energieträgern (Windkraft, Biogas, Photovoltaik, Wasserkraft, sonstige) (Stand Juli 2023 ). In den hier betrachteten Systemen wird nur Strom aus dem Netz zugekauft, wenn der elektrische Strom innerhalb der Systemgrenze nicht für die Verbraucher ausreicht. Die spezifische CO2-Emission beträgt 434 g CO2/kWh.

Bei negativer Residuallast kann elektrische Energie in Lithium-Ionen-Batterie gespeichert und bei Bedarf wieder zur Verfügung gestellt werden.

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0 MW 18,7 MW 37,4 MW 56 MW

Mit Photovoltaikanlagen wird Sonnenlicht in elektrische Energie umgewandelt und als erneuerbarer Strom in das Netz eingespeist.

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0 MW 14,3 MW 28,7 MW 43,0 MW

In Windenergieanlagen kann erneuerbarer Strom aus Windkraft gewonnen werden.

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0 MW 11 MW 22 MW 33 MW

Im Blockheizkraftwerk wird Brennstoff in einem Motor verbrannt, der wiederum einen Generator antreibt und elektrischen Strom produziert. Neben dem elektrischen Strom kann auch die Abwärme genutzt werden. Im Modell ist eine stromgeführte Betriebsweise vorgesehen. Durch die gekoppelte Nutzung von Wärme und Strom (Kraft-Wärme-Kopplung) ist der Brennstoffnutzungsgrad von BHKWs sehr hoch. BHKWs eigenen sich zur dezentralen Wärmeversorgung sowie zur Stromversorgung bei Spitzenlasten.

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0 MW 6,7 MW 13,5 MW 20,3 MW

Im Modell ist der Ausbau einen Wärmenetzes hinterlegt. Der Wärmebedarf der Verbraucher am Wärmenetz wird ausschließlich über das Wärmenetz gedeckt. Im Modell ist die Anschlussquote auf maximal 40 % beschränkt. Die Kosten für den Ausbau eines Wärmenetzes sind aus dem Projekt MethGrid übernommen. Im Wärmenetz wird die Abwärme von BHKW und Methanisierung berücksichtigt. Ein Gaskessel erzeugt zusätzlich Wärme bei Spitzenlast.

Ausbaurate

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0 % 33 % 67 % 100 %