Diese Studie untersucht die technische Machbarkeit sowie die Potentiale von Power-to-Gas (PtG) für die Umwandlung von überschüssigem Strom in chemische Energieträger (Wasserstoff, Methan, flüssige Kohlenwasserstoffe, etc.) in der Schweiz.

Grundsätzlich ist die technische Machbarkeit von PtG gegeben, jedoch sind die spezifischen Kosten vergleichsweise hoch. Die hohen Kosten ergeben sich auch durch die geringen Wirkungsgrade von heute rund 55% (700 bar Tankstellen-Wasserstoff) bzw. 45-50% (200 bar Methan oder flüssige Kohlenwasserstoffe) aufgrund der notwendigen Umwandlungsschritte. PtG ist deshalb ausschliesslich nur in Verbindung mit Stromüberschüssen aus erneuerbaren Quellen sinnvoll.Wird fossile Elektrizität verwendet, ist die CO₂-Bilanz schnell negativ.

Erneuerbare Stromüberschüsse ergeben sich in der Schweiz in Zukunft, wenn der Atomstrom durch Photovoltaik (PV) ersetzt werden soll. Damit die jährlich 25TWh_el Atomstrom durch PV ersetzt werden können, müssten 50% der "geeigneten" Dachflächen mit PV ausgebaut werden.Umdie PV-Überschüsse am Mittag in die Abend-/Nachtstunden zu verschieben, ist zudem ein 24h-Tag-/Nachtausgleich (z.B. mittels Batterien, Pumpspeicherkraftwerken, etc.) notwendig. Durch diesen Ausgleich werden die anfallenden Stromüberschüsse verteilt und Leistungsspitzen geglättet. Beides ist auch für einen wirtschaftlichen Betrieb von PtG-Anlagen erforderlich.

Nach Abzug des Tag-/Nachtausgleichs – bei einem PV-Ausbau mit 50% der "geeigneten" Dachflächen – resultiert im Durchschnitt ein jährlicher Stromüberschuss von 10.8TWh_ell (davon 10.4TWh_el im Sommer), die entweder abgeregelt oder durch PtG umgewandelt werden müssen. Der bisher praktizierte Export von Stromüberschüssen in Nachbarländer wird aufgrund des dortigen PV-Zubaus mit hoherWahrscheinlichkeit nicht mehr funktionieren.

Am wirtschaftlichsten können PtG-Produkte in naher Zukunft in der Mobilität abgesetzt werden, da dort die Energiekosten an den Gesamtkosten relativ gering sind und der Druck zur CO₂-Reduktion hoch ist. Aufgrund des hohen Reifegrads der Methanproduktion und der Verfügbarkeit von Gasfahrzeugen wurden diese Abschätzungen nur für Methan als Treibstoff für Gasfahrzeuge vorgenommen. Basierend auf den o.g. Überschüssen besteht das energetische Potential, gegen 1 Mio. Gasfahrzeuge ganzjährig mit erneuerbarem synthetisierten Methan zu betreiben. Berücksichtigt man dabei Skaleneffekte und in der Schweiz vorgesehene gesetzlichen Massnahmen zeigt sich, dass dies wirtschaftlich zwar anspruchsvoll, aber möglich wäre.

Auch nutzbares CO₂ für die Methanisierung ist in der Schweiz genügend vorhanden, jedoch oft nicht in der Nähe von grossen Stromproduzenten wie Wasserkraftwerken, die für PtG nötig wären, um Netzentgelte einzusparen. Es lohnt sich deshalb, in diesem Kontext auch die reine Wasserstoffnutzung wie auch die atmosphärische CO₂-Versorgung weiter voranzutreiben.