Effiziente Erneuerbare Energien mittels Sektorenkopplung
Energiespeicher werden in Zukunft immer wichtiger. Besonders um die Effizienz der Erneuerbaren Energien zu steigern. Eine Versorgung mit 100 Prozent Erneuerbarer Energie verpflichtet zur Nutzung von Energiespeichern.
Für die effizienteste Nutzung der Erneuerbaren Energien müssen auch verschiedene Sektoren der Wirtschaft gekoppelt werden: Energiesektor, Industrie und Verkehrssektor. In der Vergangenheit wurden die Sektoren Elektrizität, Wärme- und Kälteversorgung, Verkehr und Industrie unabhängig voneinander betrachtet. Die ganzheitliche Betrachtung aller Sektoren sorgt für ein besseres und günstigeres Gesamtsystem.
Power-to-X (PtX) als Umwandlungstechnologie für die Sektorenkopplung
Für die Sektorenkopplung werden verschiedene Power-to-X-Technologien eingesetzt. In der folgenden Grafik sehen Sie, welche Power-to-X-Technologie welche Sektoren miteinander koppelt:
Die Power-to-Liquid-Technologie (PtL) koppelt den Stromsektor mit dem Treibstofflager des Transportsektors. So werden also mittels elektrischer Energie Flüssigkeiten hergestellt, die als Treibstoff dienen können. Mit der Power-to-Mobility-Technologie (PtM) werden ebenfalls der Stromsektor und der Transportsektor miteinander verbunden. PtM ermöglicht die Speicherung von Energie für beispielsweise Elektroautos. Die Power-to-Heat-Technologie (PtH) koppelt den Stromsektor mit dem Wärmesektor und seinen Wärmespeichern. Hierbei wird also elektrische Energie als Wärmeenergie gespeichert.
Die Power-to-Gas-Technologie (PtG) wird für die Kopplung mehrerer Sektoren eingesetzt: PtG koppelt also zum einen den Stromsektor mit der Gasproduktion. Hierbei wird also elektrische Energie verwendet, um Gase zu produzieren, aus denen wiederum die elektrische Energie wieder zurückgewonnen werden kann. Zum anderen koppelt PtG die Gasproduktion mit dem Transportsektor und auch mit dem Wärmesektor, da die Gase sowohl als Treibstoffe dienen können, als dass sie auch zur Wärmegewinnung einsetzbar sind.
Vorteile durch Energieeffizienz im Kampf gegen den Klimawandel
Die Sektorenkopplung ist ein Schlüsselkonzept für die Energiewende und damit ein wichtiges Element im Kampf gegen den Klimawandel. Insbesondere der Aufbau von Energiesystemen mit 100 Prozent Erneuerbaren Energien profitiert von den starken Synergieeffekten zwischen den einzelnen Sektoren. So kann durch die Sektorenkopplung und mithilfe von erneuerbaren Energien die gesamte Wirtschaft dekarbonisiert werden. Eine intelligente Vernetzung der verschiedenen Wirtschaftsbereiche kann darüber hinaus zu einer deutlichen Senkung des Energieverbrauchs führen.
Die Energieverbrauchssenkung wird durch bestimmte energieeffiziente Technologien wie Wärmepumpen, Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen oder beispielsweise Elektroautos erreicht. Ein Elektromotor im E-Auto hat einen Wirkungsgrad von 80 Prozent, wohingegen ein normaler Verbrennungsmotor einen Wirkungsgrad von gerade 30 bis 40 Prozent hat. Somit verbraucht der Elektromotor weniger Energie als der Verbrennungsmotor, um dasselbe zu leisten.
Wohin führt die Sektorenkopplung?
Ziel der Sektorenkopplung ist die Erzeugung eines Energiesystems, das als Hybridnetz bezeichnet werden kann. Eine Weiterentwicklung des Hybridnetzes wäre ein integriertes, ganzheitlich konzipiertes und optimiert betriebenes System, was im Englischen „Smart Energy System“ genannt wird. Hierbei sind mehrere Energieinfrastrukturen (Sektoren) als ganzheitliches Gesamtkonzept betrachtet und werden optimiert betrieben. Es ist also die Zusammenführung der verschiedenen Wirtschaftssektoren und deren gemeinschaftlicher Betrieb.
Sinn der Sektorenkopplung mittels Energiespeicher- und PtX-Technologien ist also die Schaffung eines ganzheitlichen Energiesystems, das die flexiblen Erzeugungsschwankung der fluktuierenden Erneuerbaren Energie effizient aufnehmen kann.
