Wind-to-Gas-to-Money?: Economics and Perspectives of the Power-to-Gas Technology
Author
Reichert, Fabian
Term
4. Term
Publication year
2012
Submitted on
2012-06-04
Pages
72
Abstract
This thesis examines the economics and system role of Power-to-Gas (PtG) within Germany’s energy transition. The core question is whether PtG can provide large‑scale balancing and storage at acceptable cost, and under which market and regulatory conditions a viable business case may emerge. The study includes a critical review of scenarios (including a 100% renewable scenario from the Federal Environment Agency), a state‑of‑the‑art overview of technology (electrolysis and methanation efficiencies, investment and O&M costs), and an analysis of input and output markets and prices (electricity, CO2, water; methane, heat, O2). An hourly Excel-based model simulates plant operation in two cases: as a normal market participant and as a service provider to the transmission system operator. Policy instruments are assessed, such as bonuses for absorbing surplus power, higher refunds for curtailed electricity, and feed‑in tariffs for synthetic methane. Motivated by scarce transparent cost data and prior studies’ very low electricity price assumptions, the analysis applies more realistic price ranges and identifies key sensitivities. While detailed quantitative results are presented later in the thesis, the calculations lead to a more cautious view: PtG profitability appears highly dependent on very low power prices and substantial policy support, implying societal costs if widely deployed. The work acknowledges limitations, notably the lack of quantitative comparison with non‑electrolyser alternatives, and offers a basis for further research and policy discussion.
Denne afhandling undersøger økonomien og den systemiske rolle for Power-to-Gas (PtG) i den tyske energivending. Den centrale problemstilling er, om PtG kan levere balancering og lagring i stor skala til acceptable omkostninger, og under hvilke markeds- og reguleringsvilkår en bæredygtig forretningsmodel kan opstå. Arbejdet omfatter et kritisk review af scenarier (bl.a. et 100 % VE-scenarie fra det føderale miljøagentur), en gennemgang af teknologiens state-of-the-art (elektrolyse og metanering, virkningsgrader, investering og drift), samt en analyse af input- og outputmarkeder og -priser (el, CO2, vand; metan, varme, O2). Et timebaseret Excel-modul simulerer drift i to cases: som normal markedsaktør og som tjenesteyder for transmissionssystemoperatøren. Der vurderes også politiske virkemidler som bonus for optag af overskudsstrøm, højere refusion ved frakobling og feed-in-tariffer for syntetisk metan. Baggrunden er manglen på gennemsigtige omkostningsdata og urealistisk lave elprisforudsætninger i tidligere studier; derfor anvendes mere realistiske prisintervaller og følsomheder identificeres. Selvom de kvantitative resultater præsenteres senere i rapporten, peger beregningerne på en mere forsigtig konklusion: PtG’s rentabilitet er stærkt afhængig af meget lave elpriser og betydelig politisk støtte, hvilket kan indebære samfundsøkonomiske omkostninger ved bred implementering. Afhandlingen anerkender begrænsninger, især manglende sammenligning med ikke-elektrolysealternativer, og bidrager med et grundlag for videre forskning og politisk debat.
[This apstract has been generated with the help of AI directly from the project full text]
Keywords