Glossar

Energie und Strom werden im Alltag oft synonym verwendet, wobei Strom nur eine von vielen Energieformen ist. Während der Anteil der erneuerbauren Energien (u.a. Windkraft, Photovoltaik, Biogas) ca. 47 % der Stromerzeugung in Deutschland in 2020 ausmachte, waren es im selben Zeitraum nur ca. 16 % des gesamten Primärenergieverbrauchs. In Industrie, Gewerbe, Verkehr u. a. werden daher auch andere Energieformen als Strom benötigt.
Für das Gelingen der Energiewende und dem Ziel einer Treibhausgasneutralität, ist daher eine Umstellung der stofflichen Energieträger notwendig, welche derzeit vor allem fossilen Ursprungs sind. Durch Power-to-X-("Strom zu X")Technologien können mit erneuerbarem Strom einige dieser stofflichen Energieträger produziert werden.
Diese und andere wichtige Erläuterungen sind im Folgenden gelistet und analog zum Aufbau des Tools sortiert. Bei weiteren Rückfragen oder Ergänzungsvorschlägen können Sie sich gerne an uns wenden.

Allgemein

Energie	Energie ist eine physikalische Größe, die die Fähigkeit besitzt, Arbeit zu verrichten. Energie kann in vielen Formen existieren, u.a. mechanisch, chemisch und elektrisch. Eine Form von Energie kann in eine andere umgewandelt werden. So kann die in einem stofflichen Energieträger (Erdgas, Kraftstoff, usw.) enthaltene chemische Energie beim Heizen oder zum Antrieb von Verkehrsmitteln in thermische oder mechanische Energie überführt werden.
Strom	Eine mögliche Energieform. Elektrische Energie, die durch die Bewegung von elektrischen Ladungsträgern (z.B. Elektronen) entsteht.
Wärme	Thermische Energie, die zwischen zwei Körpern mit unterschiedlichen Temperaturen übertragen wird.
Power-to-X (PtX)	PtX steht als Sammelbegriff für Technologien, bei denen man Strom (Power) in andere Produkte umwandeln kann. Das "X" kann dabei für das Endprodukt (u.a. Power-to-Ammonia, Power-to-Methanol) oder der Energieform (u.a. Power-to-Gas, Power-Liquid, Power-to-Chemicals) stehen. Nicht alle Sektoren lassen sich durch eine direkte Elektrifizierung versorgen, sodass für eine Vielzahl der heute verwendeten (teilweise kohlenstoffhaltigen) Produkte, klimafreundliche Herstellungsrouten erforscht und weiterentwickelt werden müssen.
Power-to-Gas (PtG)	"Speicherung" der elektrischen Energie als Gas, u.a. als Wasserstoff, Ammoniak, Methan
Power-to-Liquid (PtL)	Umwandlung in Flüssigkraftstoffe, u.a. Kerosin, Benzin, Methanol
PtX-Strom	Hiermit wird der Stromanteil bezeichnet, der für die Synthese von PtX-Produkten verfügbar ist. In der Regel wird zunächst vom erneuerbaren Strom-Potenzial der nationale Eigenbearf abgezogen. Alles was in dieser nationalen, holistischen Betrachtung "übrig" bleibt, teilt sich in die unterschiedlichen Teilprozesse für die PtX-Produktion auf.
Eigenbedarf	Der Eigenbedarf eines Landes umfasst alle Prozesse, die direkt mit Strom betrieben werden können.
Nutzbarer Anteil	Diese Auswahl im Tool beschreibt, welcher (prozentuale) Anteil des PtX-Stroms in die Herstellung des ausgewählten PtX-Produkt fließen soll.
Grundressourcen	In diesem Kontext sind Ressourcen gemeint, die für die Herstellung von PtX-Produkten erforderlich sind: Strom, Wasser und (in den meisten Fällen) CO₂.
Angebotspotenzial	Menge an einem bestimmten PtX-Produkt, die mit den verfügbaren Grundressourcen und unter bestimmten Bedingungen hergestellt werden können.
Nachfragepotenzial	Bedarf an Grundressourcen, um die Nachfrage eines bestimmten PtX-Produkts zu decken.
Bottom-Up-Ansatz	Herangehensweise von unten nach oben. Dabei werden bspw. durch Gespräche mit lokalen Expert*innen die realen Bedarfe und Potenziale ermittelt, bevor eine Skalierung auf größere Regionen oder das ganze Land erfolgt.
Top-Down-Ansatz	Herangehensweise von oben nach unten. Dabei wird zunächst ausgehend von der technischen Ebene das Potenzial bestimmt, bspw. die Ermittlung von nationalen Stromerzeugungspotenzialen anhand von Wetterdaten. Erst im Anschluss werden lokale und regionale Gegebenheiten berücksichtigt. Im Tool wird ein Top-Down Ansatz verfolgt.

Energiequellen

Biomasse	Strom, der u. a. aus Holz und Abfall/Reststoffen biogenen Ursprung, gewonnen wird. Dies kann durch direkte Verbrennung der Biomasse oder den aus Biomasse gewonnenen Produkten wie Biogas oder Bioethanol erfolgen.
Geothermie	Nutzung der in der Erdkruste gespeicherte thermische Energie, um Strom zu gewinnen.
PV	Photovoltaik, aus der Sonnenstrahlung gewonnene elektrische Energie, sowohl in Frei- als auch in Dachflächen.
Wasserkraft	Nutzung der potenziellen oder kinetischen Energie des Wassers, um elektrische Energie zu generieren.
Windkraft (onshore/offshore)	aus Wind gewonnene elektrische Energie- es wird unterschieden zwischen Windkraftanlagen, die an Land (onshore) oder im Meer (offshore) stehen.
nicht erneuerbare Energien	aus fossilen Quellen gewonnener Strom, bspw. Braun- und Steinkohle, Erdöl und -gas, aber auch Atomenergie.

Wasserquellen

Süßwasser	Wasserressourcen, die kein oder nur sehr wenig Salz erhalten. Im Tool wird angenommen, dass diese Wasserquellen direkt als Prozesswasser eingesetzt werden können.
Salzwasser	Meerwasser, welches entsalzt werden muss, bevor es für die Wasserstoff-Elektrolyse benutzt werden kann.

CO₂-Quellen

DAC	Die Direct Air Capture (Abtrennung von CO₂ aus der Umgebungsluft) beschreibt ein Verfahren zur CO₂-Gewinnung, mit dem Ergebnis, dass das reine CO₂ für verschiedene Zwecke verwendet werden kann.
industrielle Punktquellen	Als Punktquellen werden stationäre Prozesse aus der Industrie bezeichnet, die einen CO₂-Ausstoss generieren. In der Potenzialanalyse wurden unterschiedliche Quellen berücksichtigt, die in der Toolbeschreibung aufgelistet sind. Die CO₂-Emissionen aus diesen Prozessen können eingefangen aufgereinigt und anschließend für verschiedene Folgeprozesse verwendet werden.
biogene Punktquellen	Stationäre CO₂-Emissionen biogenen Ursprungs, welche eingefangen, aufgereinigt und anschließend für verschiedene Folgeprozesse verwendet werden können. Hierzu zählen u .a. die CO₂-Freisetzung bei der alkoholischen Fermentation (Produktion von Bioethanol) oder der Vergärung von Nutzpflanzen (in Biogasanlagen).

Produkte

Wasserstoff	Der aus erneuerbaren Energien hergestellte Grüner Wasserstoff ist CO₂-frei und daher für das Erreichen der Pariser Klimaschutzziele ein sehr wichtiger Baustein. Wasserstoff findet in vielen Bereichen Anwendung, wie der Chemie-Industrie, dem Mobiltätssektor oder als alternativer Brennstoff zu den fossilen Varianten. Auf ihm bauen viele weitere Power-to-X-Produkte auf.
Ammoniak	Ammoniak ist die weltweit zweithäufigste Grundchemikalie und kommt überwiegend als Düngemittel zum Einsatz. Über die konventionelle Herstellung ist es in diesem Sektor für ca. 1-3 % der CO₂-Emissionen verantwortlich und hat somit über die PtX-Route ein hohes CO₂-Einsparpotenzial. Zudem ist es als kostengünstigster, flüssiger Energieträger ideal für die Langzeitlagerung, einfach handhabbar im Transport und zudem ein praktikabler Schiffskraftstoff.
Methanol	Methanol gehört zu den meistproduzierten Chemikalien. Eine klimaneutrale Produktion dieses Grundstoffs würde den Carbon Foot Print viele weiterer Folgeprodukte senken, beispielsweise in der Polymerindustrie. Als Flüssigkeit ist es einfacher handhabbar als Wasserstoff und kann zudem als Kraftstoff in Motoren zum Einsatz kommen.
Fischer-Tropsch	Mit diesem großtechnischen Verfahren wird die Herstellung von Kohlenwasserstoffen aus einem Gemisch aus Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff bezeichnet. Zu den Produkten zählen je nach Reaktionsbedingungen Benzin, Diesel, Naphtha, Kerosin und Wachse.
FT-Diesel	Der mittels Fischer-Tropsch-Verfahren hergestellte Diesel kann in Diesel-Motoren zum Einsatz kommen und bietet eine Alternative für nicht direkt-elektrifizierbare Geräte und Fahrzeuge.
FT-Benzin	Das mittels Fischer-Tropsch-Verfahren hergestellte Benzin kann in Otto-Motoren zum Einsatz kommen und bietet insbesondere im Verkehrssektor eine Alternative für nicht direkt-elektrifizierbare Fahrzeuge.
FT-Naphtha	Das mittels Fischer-Tropsch-Verfahren hergestellte Naphtha kann in der Chemieindustrie eine Alterative zu fossilen Naphtha bieten. Aus Naphtha lassen sich viele Chemikalien (u.a. Ethylen und Propylen) und Polymere herstellen.
FT-Kerosin	Das mittels Fischer-Tropsch-Verfahren hergestellte Kerosin kann im Flugverkehr zum Einsatz kommen, in dem ein Antrieb auf Elektrizität oder Wasserstoff nicht möglich ist. ASTM?
DMC	Dimethylcarbonat kann synthetisch aus H2 und CO₂ hergestellt und in Otto-Motoren als Treibstoff verwendet werden. Im Projekt NAMOSYN wird eine Mischung aus DMC und MeFo als Ottokraftstoff betrachtet.
MeFo	Methylformiat kann synthetisch aus H2 und CO₂ hergestellt und in Otto-Motoren als Treibstoff verwendet werden. Im Projekt NAMOSYN wird es als Drop-In Komponente (5 Vol.-%) in konventionelles Benzin (oder andere Ottokraftstoffe) oder in einer Mischung mit DMC betrachtet.
OME	Oxymethylenether kann synthetisch aus H2 und CO₂ hergestellt und in Dieselmotoren als Treibstoff verwendet werden. Im Projekt NAMOSYN wird es als Reinkraftstoff und als Drop-In-Komponente (5 Vol-%) in konventionellen Diesel (oder andere Dieselkraftstoffe) betrachtet.
PME-Polyole	Die PME-Polyole basieren auf der klimafreundlichen Syntheseroute über Para-Formaldehyd und bilden eine nachhaltigere Alternative zu Polyurethan, welches in der Kunststoffindustrie zum Einsatz kommt.