Wenn wir heute von Energiewende reden, geht es oftmals in erster Linie um Strom und dessen Umstellung auf erneuerbare Energien. Dabei vergessen wir oft, dass nicht nur Strom, sondern auch die Bereiche Wärme und Verkehr zu unserem Energieverbrauch zählen. Dieses kann man auch an den Zahlen sehen. Während der Anteil erneuerbaren Energien im Bereich Strom 2016 bei 31,5 % lag, betrug er im Bereich Wärme 13,1% und im Bereich Verkehr lediglich 5,2% des Gesamtverbrauchs.

Bisher hat man die drei Sektoren der Energiewirtschaft Strom, Wärme und Verkehr weitgehend unabhängig voneinander betrachtet. Die fehlende Zusammenarbeit in den Sektoren hat zu einer Ineffizienz des Energiesystems geführt und dazu, dass es Deutschland droht, seine Ziele in der Energiewende zu verfehlen. Wenn Deutschland diese Ziele erreichen will, ist es notwendig diese Sektoren zu verbinden und gemeinsam zu betrachten. Diese Vernetzung ist bekannt als Sektorkopplung.

Welche Instrumente gibt es zur Kopplung der Sektoren?

Bei der Sektorkopplung spielt Strom eine zentrale Rolle. So kann beispielweise Strom aus erneuerbaren Energien in die anderen Sektoren überführt werden und dort fossile Brenn- und Kraftstoffe ersetzen. Dabei kann der Strom direkt oder indirekt in der Wärmeerzeugung oder dem Verkehr eingesetzt werden. In diesem Kontext spricht man auch von den beiden verschiedenen Ansätzen „All-Electric Society“ (direkte Elektrifizierung) vs. „Power-to-X“ (indirekte Elektrifizierung).

Bekannteste Beispiele für den direkten Einsatz von Strom sind Wärmepumpen und Power-to-Heat-Anwendungen mithilfe von Elektrodenheizkesseln als Wärmeerzeuger sowie Elektrofahrzeuge für die Elektrifizierung des Verkehrs.

Der indirekte Einsatz von Strom, um synthetische Kraft- und Brennstoffe zu erzeugen, bietet auch wichtige Chancen für die Energiewende, da in Deutschland noch vorwiegend mit fossilen Energieträgern geheizt wird und die Infrastruktur daher bereits existiert. Hier gibt es verschiedene Technologien, wie etwa Power-to-Gas mittels Elektrolyse, also die Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff mithilfe von erneuerbarem Strom.

Der gewonnene grüne Wasserstoff kann dann entweder über eine Brennstoffzelle einen Elektromotor antreiben. Alternativ kann der Wasserstoff auch zu Methan oder synthetischen Kraftstoffen (Power-to-Liquid) veredelt werden, um in existierenden Antriebssystemen genutzt werden zu können. Brennstoffzellenautos sind zwar etwas teurer und ineffizienter als batteriebetriebene Fahrzeuge, punkten aber durch schnelle Tankvorgänge und höhere Reichweiten. Beide Technologien ergänzen sich in vielerlei Hinsicht und werden somit ihren Beitrag zu einer Dekarbonisierung des Verkehrs leisten. Grüner Wasserstoff und synthetisches Methan kann auch dem Erdgasnetz beigemischt werden und somit zur „Begrünung“ der immer noch bedeutendsten Wärmequelle beitragen. Ziel ist es hier so viel Wärme aus erneuerbaren Energien zu gewinnen wie möglich, um zukünftig ganz auf fossile Energieträger zu verzichten. Die Einlagerung von grünem Wasserstoff im Erdgasnetz dient außerdem als Langfristspeicher zum Ausgleich fluktuierender erneuerbarer Stromerzeugung. Darüber hinaus kann der Wasserstoff auch als Rohstoff in der Industrie genutzt werden.

Die Sektorkopplung ist nicht nur ein wichtiges Instrument, um den Zielen der Energiewende näher zu kommen und bisherige Probleme in ihrer Umsetzung zu überwinden, auch wirtschaftlich bietet die Sektorkopplung bislang ungehobene Potenziale und Chancen für Unternehmen.

Wenn Sie sich für Sektorkopplung interessieren melden Sie sich zu unserem Urban Energy Forum 2018 unter www.urbanenergyforum.com an.