Die größten Flächenpotenziale zur Erzeugung nachhaltiger synthetischer PtX-Kraftstoffe ergeben sich in großen Flächenstaaten wie den Vereinigten Staaten, Australien, Argentinien oder Russland insbesondere an Binnengewässern.

Bei einer globalen Flächenanalyse ergeben sich enorme Potenzialflächen von über 32 Mio. km² zur Nutzung für Onshore Windenergieanlagen und/oder PV-Freiflächenanlagen. Nach Berücksichtigung technischer und ökologischer Restriktionen verbleibt für den Einsatz von PtX-Technologien eine Fläche von etwa 2,6 Mio. km². Davon lassen sich an Binnengewässern 71% der Flächen identifizieren, an Küstengewässern lediglich 29%. Die Verteilung der Flächen auf reine Wind-Standorte (38%) bzw. reine PV-Standorte (26%) oder auf Hybrid-Standorte als Kombination aus Wind und PV (36%) weist eine Tendenz hinsichtlich einer verstärkten Nutzung der Windenergie auf.

Faktoren der Flächenpotenzialanalyse

Die Bewertung der technischen und ökonomischen PtX-Flächenpotenziale basiert auf umfangreichen Analysen beispielsweise der Flächenverfügbarkeit und den Wetterbedingungen. In der Bewertung werden insbesondere Nachhaltigkeitskriterien unterstellt. Konkret bedeutet das zum Beispiel, dass Standorte ausgeschlossen sind, an denen es zu Konflikten mit dem Naturschutz kommen könnte. Gleiches gilt für Regionen im Binnenland, wenn eine Elektrolysenutzung dort zu Wasserstress führen würde. Tabu sind auch Flächen, auf denen Nahrungsmittel produziert werden können, insbesondere in Hinblick auf die Nutzung von PV-Freiflächenanlagen. Ebenfalls ausgeschlossen sind Waldgebiete. Neben den genannten Ausschlussbedingungen gelten auch allgemeingültige Ausschlusskriterien in der Potenzialflächenanalyse für Erneuerbare Energien (EE) wie bebaute Flächen, hohe Bevölkerungsdichten oder Hangneigungen sowie die EE-Ressource anhand von Wind- und Einstrahlungsbedingungen. Grundsätzlich wurde angenommen, dass an den ermittelten Standorten Inselsysteme installiert werden – dass also die Elektrolyseure oder andere elektrische Verbraucher der PtX-Technologien nicht das öffentliche Stromnetz belasten.

Zusätzliche Erschließungen – über die so ermittelten Vorzugsregionen hinaus – erscheinen wahrscheinlich, sind allerdings mit erhöhten technischen Aufwänden verbunden und unterliegen einer geringeren Akzeptanz (bspw. aufgrund reduzierter ökologischer Anforderungen oder begrenzter Wasserverfügbarkeiten).

PtX-Erzeugungspotenziale im europäischen Wirtschaftsraum (EWR) sind nicht Teil der Untersuchung gewesen und somit auch nicht quantifiziert. Hier ist eine differenziertere Betrachtung der PtX-Gewinnung an Land hinsichtlich der Flächenverfügbarkeit eines dicht besiedelten EWR sowie hinsichtlich der Nutzung von Stromspitzen im Strommarkt in einem eng vermaschten Stromnetz notwendig. Auf der anderen Seite bestehen Offshore-Potenziale.

Flächenpotenzial

Die prozentuale Verteilung des globalen Potenziales nach Kontinenten und Gesamtfläche der PtX-Vorzugsregionen ist in Abbildung 11 dargestellt: Da für die Elektrolyse Süßwasser benötigt wird, sind Binnengewässer vielfach sehr attraktive Standorte für PtX – vorausgesetzt, sie bieten gute Bedingungen für Windenergie und/oder Photovoltaik und weisen keinen Wasserstress-Indikator auf. Am größten sind die Potenziale an Binnengewässern in den USA, Argentinien und Australien. Weltweit gesehen entfallen insgesamt über siebzig Prozent der PtX-Potenziale auf Standorte an Binnengewässern.

Ergänzend zur Wasserbezugsquelle ist in Abbildung 12 die Verteilung der PtX-Vorzugsregionen in Bezug auf die vorherrschende EE-Ressource dargestellt. Die größten Anteile reiner PV-Standorte sind in Nordamerika und Australien zu finden. Die größten Anteile an Wind-Standorten zeigen sich in Asien (hauptsächlich in Russland). Der afrikanische Kontinent ist geprägt von Hybrid- (2/3) und PV-Standorten (1/3). Reine Wind-Standorte sind dort nur vereinzelt zu identifizieren, gleiches gilt für Australien.

Abbildung 13 zeigt 80% der global identifizierten PtX-Flächenpotenziale, die sich insgesamt auf 10 Länder verteilen. Die größten PtX-Potenziale zeigen sich in den Vereinigten Staaten, gefolgt von Australien, Argentinien und Russland. Insbesondere die Vereinigten Staaten und Australien weisen auch in der sozioökonomischen Analyse ein hohes Potenzial auf und liegen im oberen Drittel des Länderrankings. Weitere Länder mit hohem sozioökonomischen Potenzial und großer Potenzialflächen sind Kanada und Chile. Auch Länder des afrikanischen Kontinents (Ägypten, Libyen) weisen hohe PtX-Flächenpotenziale auf, hier zeigt sich allerdings ein deutlich geringeres sozioökonomisches Potenzial.

Offen bleibt abschließend jedoch die Frage, welcher Anteil möglicher Potenzialflächen in den jeweiligen Ländern für den nationalen Bedarf eingesetzt wird und wie hoch die dann noch zum Export bestimmten Mengen ausfallen werden. Nochmals zu betonen ist allerdings, dass über die identifizierten Flächenpotenziale für Power-to-X-Anwendungen hinaus enorme Flächenpotenziale für Erneuerbare Energien für weitere Anwendungen zur Verfügung stehen.