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Bei der Sektorenkopplung oder auch Sektorkopplung werden die verschiedenen Sektoren der Energiewirtschaft (Elektrizität, Wärme-/Kälteversorgung, Verkehr) und der Industrie miteinander vernetzt und ganzheitlich betrachtet. Durch ein solches Gesamtsystem der genannten Bereiche sollen die Synergieeffekte zwischen den einzelnen Sektoren genutzt, Energie gespart und langfristig zu 100 Prozent auf erneuerbare Energien umgestellt werden. Schließlich ist die Energiewende essentiell für das Erreichen der Klimaschutzziele und gleichzeitig können hierdurch Kosten gespart werden.
Sektorenkopplung Energie: Strom als Grundlage
Der Stromsektor gilt dabei als Ausgangspunkt, von dem die Energie aus erneuerbarer Erzeugung für alle Sektoren generiert wird. Dies hat verschiedene Gründe. Zunächst ist das Potential der Energiegewinnung aus Bioenergie, Geo- sowie Solarthermie in Deutschland begrenzt, während Wind- und Solarenergie in großem Umfang zur Verfügung stehen. Diese Energien eignen sich ganz besonders für die Stromerzeugung und nur nachrangig für die Produktion von Wärme oder Kraftstoffen.
Deshalb ist für die Sektorenkopplung die Elektrifizierung der Sektoren Wärme und Verkehr von großer Bedeutung. Das ist etwa durch die Verwendung von Wärmepumpen und Elektroautos möglich. Durch die vermehrte Nutzung von Strom, der aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wird, wirkt sich die Dekarbonisierung des Stromsektors außerdem auf die Dekarbonisierung der anderen Sektoren aus.
Mit Sektorenkopplung Energiewende und Klimaschutz betreiben
Um auch bei dem schwankenden Angebot von Wind- und Solarenergie Energiesicherheit für Verbraucher sowie den Industriesektor zu gewährleisten und die Preise gleichzeitig gering zu halten, hilft vor allem die Nutzung dieser Energie in den anderen Sektoren. Denn so müssen die Schwankungen nicht mehr allein durch den Stromsektor aufgefangen werden. Auf diese Weise ist es möglich, Stromüberschüsse aus Wind- oder Sonnenenergie zum Beispiel als Wärme, Kälte, synthetischen Brennstoff, E-Mobil-Ladung (sogenannte funktionale Stromspeicher) oder Ähnliches zu speichern. Dadurch kann der Einsatz verhältnismäßig teurer Stromspeicher vermieden werden.
Der Einsatz von (Groß-)Wärmepumpen in Wärmenetzen etwa gilt als einer der vielversprechendsten Wege, um die Energieeffizienz von Wärmenetzen zu steigern und die Klimaschutzziele zu erreichen. Und auch die Nutzung überschüssigen Stroms durch dynamische Stromtarife wäre möglich. Solche sind zwar aktuell noch kaum verfügbar, durch den vermehrten Einsatz von Smart Metern und smarten Haushaltsgeräten ist aber davon auszugehen, dass sich Nachfrage und Angebot dieser Tarife in Zukunft deutlich steigern werden.
Knackpunkt Energiespeicher
Trotzdem werden daneben aber auch große und möglichst günstige Energiespeicher benötigt. Hierfür wären zum Beispiel variabel betriebene Elektrodenkessel, Heizstäbe und Elektroboiler (sogenannte Power-to-Heat-Anlagen) geeignet, weil sich Strom leicht in Wärme umwandeln lässt und Wärme einfacher und günstiger zu speichern ist als Strom.
Durch die Kopplung solcher Anlagen mit Wärmespeichern wird dem Sektor Strom also durch den Sektor Wärme Flexibilität verschafft und der Bedarf an günstiger, variabler und vor allem ökologischer Energie kann gedeckt werden. Und sobald nicht genug Sonnen- oder Windenergie zur Verfügung stehen, ist es möglich, den Bedarf über vorher produzierten Wasserstoff oder synthetisches Methan per Rückverstromung etwa per Kraft-Wärme-Kopplung auf effiziente Weise zu ermöglichen.
