Sektorenkopplung
Unter Sektorenkopplung versteht man in der Energiewirtschaft eine systemische Vernetzung der Sektoren Strom, Wärme, Verkehr und Industrie mit dem Ziel, die Gesamtwirtschaft mit klimaneutralen Energien zu versorgen.
Noch immer stammt der überwiegende Anteil der Energie, die für Mobilität und Wärme genutzt wird, aus fossilen Quellen. Grundsätzlich gibt es eine breite Palette an regenerativen, fossilfreien Energiequellen. Diese gilt es zu erschließen und für die verschiedenen Sektoren verfügbar zu machen.
Mit dem Ausbau von Photovoltaik- und Windenergieanlagen (regional ergänzt durch Tiefengeothermie etc.) wird Strom zukünftig zum wichtigsten Primärenergieträger und löst Mineralöl und Erdgas in dieser Rolle ab. Es gibt einen globalen Trend hin zur Elektrifizierung in allen Sektoren. Dies zeigt sich bei E-Mobilität, Wärmepumpen und Industrieprozessen. Elektroautos sind deutlich energieeffizienter als Verbrenner, die als „fahrende Heizungen“ erheblich mehr Primärenergie für die Fortbewegung (Nutzenergie) benötigen.
Strom als Primärenergieträger kann sowohl direkt genutzt als auch in Wärme oder Gas gewandelt werden (Power-to-Heat bzw. Power-to-Gas). Andersherum kann Biogas in Blockheizkraftwerken (BHKW) zu Strom und Wärme gewandelt werden.
Die leitungsgebundene Energieversorgung – auch für Wärme – macht es möglich, Energie aus diversen regenerativen Quellen einzusammeln und zu verteilen. Speicher für die Medien Strom, Wärme und Gas sind wichtig, um die Energie zeitversetzt nutzen zu können. Mittels Sektorenkopplung wird die Energie für Anwendungen in den Sektoren verfügbar. Dafür empfiehlt sich eine vorausschauende, multimodale Planung der Versorgungsnetze für Strom, Gas und Wärme mit ihren Wechselwirkungen (Hybridnetze).
Ein weiterer großer Vorteil der Sektorenkopplung besteht darin, das Stromnetz der allgemeinen Versorgung zu stützen, indem sich flexibel steuerbare Anlagen im System netzdienlich verhalten. Die fluktuierende Stromeinspeisung aus PV- und Windenergieanlagen führt zu raschen Leistungsänderungen im Stromnetz. Eine Leistungsregelung wird erforderlich. Dazu braucht es Einrichtungen, die flexibel Netzstrom entnehmen und/oder einspeisen können. So hilft es dem Gesamtsystem, wenn beispielsweise Batterien von E-Autos in Standzeiten dem Stromnetz bidirektional zur Verfügung stehen.
Schließlich kann die Sektorenkopplung dabei helfen, klimaneutrale Alternativen für den stofflichen Verbrauch fossiler Energieträger in der (chemischen) Industrie sowie für den Flug- und Schiffsverkehr bereitzustellen. Mittels Elektrolyse kann Wasserstoff gewonnen (Power-to-Gas) und weiter zu erneuerbaren Kraftstoffen (RFNBO) synthetisiert werden (Power-to-Liquid).
