Sektorkopplung: Definition, Ziele und Lösungsansätze

Was versteht man unter Sektorkopplung?

Energie wird auf unterschiedliche Art und in verschiedenen Bereichen des Lebens benötigt. In Deutschland wird der Energieverbrauch in drei Sektoren Strom, Wärme und Verkehr aufgeteilt. Damit die Klimaziele - unter anderem die Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch - erreicht werden können, dürfen diese drei Bereiche aber nicht mehr voneinander abgekapselt und einzeln betrachtet werden. Stattdessen ist eine Vernetzung anzustreben, um den schnellen Umstieg von fossilen auf  erneuerbare Energien  voranzutreiben. Die Verzahnung dieser drei Bereiche nennen Experten Sektorkopplung.

Die drei wichtigsten Sektoren: Strom, Wärme und Verkehr

Wie wichtig diese Kopplung ist, zeigen die Unterschiede innerhalb der drei Sektoren. So wurde der Strombedarf in Deutschland 20202 zu fast der Hälfte (46,2 Prozent) durch erneuerbare Energien gedeckt. Im Wärme- und Kältesektor betrug der Anteil an erneuerbaren Energien jedoch nur 17,4 Prozent. Am wenigsten kamen erneuerbare Energien im Sektor Verkehr zum Einsatz. Hier betrug ihr Anteil für 2020 gerade mal 6,8 Prozent. Während die Stromerzeugung stetig „sauberer“ wird, erfolgt die Energieerzeugung in den beiden anderen Sektoren größtenteils noch immer durch die Verbrennung von fossilen Energieträgern. (Quelle: Agentur für erneuerbare Energien)

Das primäre Ziel der Sektorkopplung ist es, den Anteil an erneuerbaren Energien in allen drei Bereichen langfristig zu erhöhen.

Stromerzeugung als wichtiger Teil der Sektorkopplung

Beim Erreichen der Energiewende spielt Strom, um genauer zu sein, sauberer Strom eine entscheidende Rolle. Denn er lässt sich keinesfalls nur direkt nutzen, etwa zur Beleuchtung der Räume, sondern auch umwandeln und so für andere Zwecke verwenden. Schon heute sorgen effiziente Windkraftwerke und Photovoltaikanlagen dafür, dass der Anteil an sauberem Strom seit Jahren stetig wächst. Um den Ausbau dieser Anlagen planbarer und vor allem kostengünstiger zu machen, wurde das von der Bundesregierung verabschiedete Erneuerbare-Energien-Gesetz novelliert und ist mittlerweile unter dem Begriff  EEG  bekannt. Das neue Gesetz sieht unter anderem eine bessere Synchronisierung durch gezielten Netzausbau vor. Dadurch soll sichergestellt werden, dass Windkraftwerke und Photovoltaikanlagen nicht zwischenzeitlich abgeschaltet werden müssen, um das Stromnetz zu entlasten. Stattdessen sollte dieser „überflüssige Strom“ in Wärme umgewandelt werden.    

Wärmesektor als Teil der Sektorkopplung

Die so erzeugte saubere Wärme lässt sich entweder in Wärmenetze einspeisen oder aber zwischenspeichern. Die Technologie dahinter heißt  Power to Heat, auf Deutsch bedeutet das „Strom zu Wärme“. Experten sehen darin ein großes Potenzial für die Erreichung der Klimaziele. Denn ist die Technologie erst einmal ausgereift, lässt sich nicht nur der Überschussstrom umwandeln. Stattdessen können Windkraftwerke und Photovoltaikanlagen Strom auch gezielt zur Power to Heat erzeugen. Es gilt: je mehr Strom aus dieser Quelle stammt, desto weniger fossile Energieträger müssen für die Wärmeerzeugung verbrannt werden.

Wärmepumpe als Bestandteil der Sektorkopplung

Sektorkopplung berücksichtigt keineswegs nur die Bereiche Industrie und Gewerbe. Denn auch Haushalte benötigen viel Energie für die Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser. In diesem Zusammenhang kann die Wärmepumpe eine besondere Rolle einnehmen. Denn sie nutzt vorhandene kostenfreie Umweltenergie, um sie in Wärme umzuwandeln. Dafür benötigt sie jedoch Antriebsenergie, in der Regel in Form von Strom. Kommt dieser aus Windkraftwerken oder Photovoltaikanlagen, leistet auch der Besitzer dieser Wärmepumpe seinen Beitrag zum Klimaschutz.

Verkehrssektor: Elektrifizierung des Verkehrswesens

Ähnlich wie im Wärmesektor ist der aus erneuerbaren Quellen erzeugte Strom im Sektor Verkehr nicht mehr wegzudenken. Wie die Elektrifizierung in der Praxis aussieht, hat bereits der Schienenverkehr gezeigt. Die meisten Züge hierzulande nutzen Strom als Antriebsenergie. Auch zahlreiche Omnibusse sind mittlerweile strombetrieben und verzichten somit komplett auf die Verbrennung von fossilen Energieträgern. Damit noch mehr Fahrzeuge elektrisch fahren, werden Käufer von Elektrofahrzeugen mit einer Kaufprämie unterstützt.

Power to Gas könnte den Verkehrssektor revolutionieren

Eine weitere Möglichkeit, den Verkehrssektor umweltfreundlicher zu gestalten, ist die Nutzung von Wasserstoff als Antriebsenergie. Ähnlich wie im Wärmesektor kommt auch hier Strom als Ausgangsenergie zum Einsatz und wird in Wasserstoff umgewandelt. Die Technologie dahinter nennt sich  Power to Gas  und könnte den Verkehrssektor revolutionieren. Denn der umgewandelte Wasserstoff ließe sich nicht nur für Autos verwenden. Er eignet sich auch als Energieträger für eine Brennstoffzellenheizung. Er ist somit - ganz im Sinne der Sektorkopplung - sektorübergreifend.