Erneuerbare Energien sind die Basis für die Sektorkopplung

© Alberto Masnovo/iStockphoto

Science
02/28/2020

Warum Sektorkopplung die große Hoffnung der Energiewende ist

Mit der Sektorkopplung sollen Stromnetz, Gebäude, Mobilität und Industrie für mehr Effizienz Hand in Hand gehen.

von David Kotrba

Im Zusammenhang mit der Energiewende, also der schrittweisen Abkehr von fossilen Brennstoffen, wird immer wieder ein Schlüsselbegriff genannt: Die Sektorkopplung. Dabei handelt es sich um einen Zusammenschluss der Sektoren Elektrizität, Gebäudetemperierung (Wärme/Kälte), Verkehr und Industrie. Das Ziel ist, das Gesamtsystem effizienter zu machen und am Ende weniger Energie zu verbrauchen.

Verluste

Derzeit ist es noch so, dass es in den einzelnen Sektoren viele Verluste gibt. Kohle- und Gaskraftwerke sowie Verbrennungsmotoren haben etwa einen niedrigen Wirkungsgrad. Das bedeutet, nur ein geringer Teil der aufgewendeten Energie wird in erzeugten Strom bzw. erzeugten Vortrieb umgewandelt. Der Großteil ist in diesen Fällen Abwärme, die nicht verwendet wird.

In Zukunft soll die Sache anders laufen. Als Primärenergiequelle wird Strom aus Wasser-, Wind- und Solarkraftwerken herangezogen.

Power-to-X

Der Strom wird je nach Bedarf direkt verwendet oder in andere Energieformen umgewandelt. Er treibt etwa Wärmepumpen an, die zum Heizen oder Kühlen von Räumen verwendet werden können, oder Elektrolyseure, die aus Wasser Sauerstoff und Wasserstoff (etwa für Industrieprozesse) gewinnen. Auch möglich ist die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen, die in ferner Zukunft in der Schiff- und Luftfahrt Schweröl und Kerosin ersetzen könnten.

Zusammengefasst werden diese Vorgänge "Power-to-X" genannt. Auch der umgekehrte Weg ist möglich, etwa die Umwandlung von Wärme in Strom (so wie es jedes kalorische Kraftwerk macht), allerdings wiederum bei niedrigeren Wirkungsgraden. Ein großer Vorteil Sektorkopplung ist die Möglichkeit, Strom relativ einfach und kostengünstig zu speichern.

Lastmanagement

Die große Herausforderung bei erneuerbaren Energien ist es ja, dass je nach Wetter und Jahreszeit manchmal zu viel oder zu wenig Strom erzeugt wird. Um diese so genannten Lastspitzen auszugleichen, kann Strom in riesigen Akkus gespeichert werden - das wäre teuer und aufwändig. Alternativ könnte der Strom über Sektoren hinweg gespeichert oder bezogen werden. Eine Möglichkeit ist etwa die Rückspeisung von Strom aus E-Auto-Akkus oder die Umwandlung von Wasserstoff in Strom durch Brennstoffzellen.

Am Ende soll sich Lastmanagement über die Sektoren hinweg eindeutig auszahlen, sowohl finanziell als auch ökologisch. Wird das Konzept umgesetzt, ist zwar mit einem Anstieg des Strombedarfs zu rechnen, der Bedarf an Primärenergie (und damit an fossilen Brennstoffen) geht jedoch insgesamt zurück. Das Nutzen von Synergien steigert die Effizienz. Ein gutes Beispiel dafür ist auch ein neues Projekt in Wien, wo nicht mehr benötigtes, warmes Thermalwasser in Fernwärme umgewandelt wird.

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