Power-to-Gas (P2G) jest uznawane za obiecującą technologię magazynowania energii w długoterminowej perspektywie. Dynamiczny wzrost udziału odnawialnych źródeł energii o niestabilnej generacji w miksie energetycznym napędza badania i rozwój w zakresie wielkoskalowego magazynowania energii. Niniejsza praca przedstawia analizę wykonalności systemu Power-to-Gas w odniesieniu do różnych punktów pracy i pojemności.

Analizę przeprowadzono przy użyciu modelu systemowego, którego kluczowe komponenty to elektrolizer stałotlenkowy (SOE), jednostka separacji CO₂ oraz reaktor metanizacji. W celu przeprowadzenia oceny techniczno-ekonomicznej (TEA) systemu dokonano estymacji kosztów inwestycyjnych (CAPEX) i operacyjnych (OPEX) oraz określono strukturę kosztów. Zaproponowany w badaniu model umożliwia optymalizację systemową, uwzględniającą zarówno kryteria techniczne, jak i ekonomiczne, w publikacji jest analiza systemu od 10 KW do 40 MW, co odpowiada nominalnej mocy SOE w każdym przypadku.

Według wyników badania w systemie P2G opartym na SOE koszt produkcji syntetycznego gazu ziemnego (SNG) spadnie o 15–21% do 2030 roku oraz o 29–37% do 2050 roku. Produkcja SNG będzie kosztować 3,15–3,75 EUR2023/kgSNG w 2030 roku oraz 2,6–3,0 EUR2023/kgSNG w 2050 roku dla systemów o mocy SOE powyżej 10 MW. Redukcja kosztów wynika głównie z rozwoju materiałów oraz wielkoskalowej produkcji, co wpływa na obniżenie nakładów inwestycyjnych (CAPEX).

Według badań technologia osiągnie próg rentowności do 2050 roku. Wielkoskalowy system Power-to-Gas o łącznej zainstalowanej mocy 40 GW zapewni cenę produktu na poziomie 2,4 EUR2023/kgSNG przy średniej sprawności konwersji wynoszącej 68%.