Alle Energiesektoren miteinander koppeln?
- Fossile Treibhausgase fallen also in den Bereichen Energiewirtschaft, Industrie, Gebäude, Verkehr und Landwirtschaft an, und zwar vor allem für die Aufgaben: Stromversorgung, Mobilität und Wärmebereitstellung.
- Wir müssen klimaschädliche Emissionen vollständig beenden und alle Sektoren (Strom, Wärme und Mobilität) auf Erneuerbare Energien umstellen. Der zukünftige Hauptenergieträger wird Strom sein.
- Die Sektorenkopplung ist ein wichtiges Instrument der Energiewende. Dabei werden die drei Sektoren miteinander verbunden und unterstützen sich gegenseitig.
- Zum Beispiel kann die Flotte aller Elektrofahrzeuge durch bidirektionales Laden zu einem großen dezentralen Speicher werden, der Last- und Erzeugungsschwankungen ausgleicht.
Sektorenkopplung
Welche Sektoren sind gemeint? Die Politik ist beim Thema Erneuerbare Energien noch zu sehr auf die Umstellung des Stromsektors fokussiert. Während wir hier schon bei über 45% Erneuerbaren liegen, beträgt ihr Anteil beim gesamten Primärenergiebedarf unter 20%.
Um das zu verändern, müssen alle energieverbrauchenden Sektoren auf Erneuerbare Energien umgestellt werden. Hierzu gehört an erster Stelle der Wärmebedarf von Haushalten, Industrie, Gewerbe- und Dienstleistungsbereich. Auch die Mobilität muss sich von Benzin & Co verabschieden. Auf der Straße, den Schienen- und Wasserwegen und im Luftverkehr.
Elektrifizierung & Kopplung. Der Hauptenergieträger für alle Sektoren wird Strom sein. Denn Elektrizität ist die am vielseitigsten verwendbare und damit hochwertigste Energieform. Wenn der gesamte Primärenergiebedarf aus allen Sektoren auf Strom umgestellt werden soll, brauchen wir eine ganze Menge davon. Um diese zu erbringen, müssten Erneuerbare Energien schätzungsweise das Dreifache des heutigen Strombedarfs erzeugen, also mindestens 1800 TWh.
Durch die Elektrifizierung ist es möglich, die bislang getrennten Sektoren miteinander zu koppeln, sodass sie füreinander „Dienstleistungen“ erbringen können. Beim V2G (Vehicle to grid) tragen z.B. Millionen e-Auto-Batterien dazu bei, das Stromnetz zu stabilisieren.
Schaffen wir das? Deutschland hat ein beträchtliches Potenzial an Erneuerbaren Energien. Mit verfügbaren Flächen für weit über 1000 GW Solar auf und an Gebäuden, Freiflächen und Lärmschutzeinrichtungen sowie über 500 GW Wind schaffen wir es, die Sektoren Wärme, Energie und Verkehr auf Erneuerbare umzustellen. Die Potenziale von Wasserkraft, Geothermie und Biogasanlagen, wenn sie auf Basis von Abfällen arbeiten, sind ebenfalls wichtig. Die Kopplung aller Sektoren ermöglicht eine umfassende Betrachtung zur Speicherung und liefert Versorgungssicherheit.
Versorgungssicherheit. Die Versorgungssicherheit zu jeder Tages- und Nachtstunde erreicht man mit Speichern. Schätzungen gehen davon aus, dass ein Speicherbedarf von ungefähr 240 TWh besteht, abhängig von der Ausgestaltung des regenerativen Energiemix.
Für die Speicherung stehen verschiedene Techniken zur Verfügung. Die Elektrolyse ist der erste Schritt für die Umwandlung von Strom in andere Kraftstoffe. Mit „Power to Gas“ erzeugt man Methan. Das könnte vor allem für den Wärme- und Mobilitätssektor interessant sein. Auf Basis von Erneuerbaren Energien hergestellter „Grüner Wasserstoff“ gilt beim Verkehr als vielversprechend. Aber auch „Power to Liquid“ (Methanol) oder „Power to Chemicals“ (z.B. Ammoniak) könnten als Speicher interessant sein.