Durch den ansteigenden Ausbau der erneuerbaren Energien ergeben sich zunehmend Stromüberschüsse durch die natürliche, wetterbedingte Fluktuation bei der Stromerzeugung. Zur bedarfsgerechten Integration werden effiziente Speichermöglichkeiten benötigt. Eine zukunftsweisende Variante, Energie langfristig zu speichern und transportabel zu machen, ist das in der vorliegenden Arbeit betrachtete Power-to-Gas (PtG)-Verfahren. Bei diesem wird u. a. regenerative Energie genutzt, um mittels Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Der erzeugte Wasserstoff bietet sich als nachhaltiger Energieträger zur Langzeitspeicherung an, der entweder als eigenständiges Produkt genutzt oder umgewandelt in Methan direkt in das Erdgasnetz eingespeist werden kann. Für das Verfahren der Wasserstoffherstellung werden in dieser Arbeit die drei existierenden Wasserelektrolyseverfahren diskutiert. Aufgrund des dynamischen Betriebsverhaltens zeigt sich die Protonenaustauschmembran-Elektrolyse (PEMEL) besonders geeignet für die Verwendung der hier konkret untersuchten, mit PV-Strom betriebenen PtG-Pilotanlage. Die dazu erfassten, sicherheitstechnischen Betrachtungen beziehen sich durch die spezifischen Eigenschaften des Wasserstoffs insbesondere auf Explosionsschutzmaßnahmen. Aus wirtschaftlicher Sicht haben sich vor allem die Gas- und Automobilindustrie sowie allgemeine Stromversorger als Hauptabnehmer für den Wasserstoff aus PtG-Anlagen herausgestellt. Ein weiteres, wichtiges Anwendungsfeld ist der Regelenergiemarkt, für welchen dieser Prozess ein flexibler Stromabnehmer, bzw. -anbieter sein kann. Eine erfolgsversprechende Umsetzung des PtG-Konzepts wurde bisher jedoch nur in geförderten Demonstrationsanlagen gezeigt.