Sektorkopplung
Sektorkopplung: Wasserstoff als zentraler Baustein

Effizientes Vernetzen von Strom, Wärme und Verkehr: Mehr Erneuerbare ins System bringen und umfassender nutzen

Für den Umbau des Energiesystems auf dem Weg zu einer erfolgreichen Energiewende müssen viele Einzeltechnologien in das Gesamtsystem integriert werden, darin vernetzt agieren und Informationen schnell und zuverlässig austauschen. Dabei sind die einzelnen Sektoren des Energiesystems integriert zu betrachten: Eine zentrale Herausforderung ist die effiziente Kopplung von Strom, Wärme/Kälte und Verkehr. Wie auch die Digitalisierung ist die Sektorkopplung ein zentraler Schlüssel für das Gelingen der Energiewende und ein Querschnittsthema im 7. Energieforschungsprogramm.

Derzeit sind erneuerbare Energien am besten in den Stromsektor integriert. Durch die Sektorkopplung sollen auch die Bereiche Verkehr und Wärme/Kälte von nachhaltig erzeugtem Strom profitieren.

„Grüner“ Strom kann direkt genutzt werden oder über effizientes Vernetzen der Energieinfrastrukturen für Strom, Gas, Wärme und Kraftstoff. Ein wichtiger Baustein ist dabei Wasserstoff. Seine Nutzung bedeutet keine oder nur sehr geringe Treibhausgas-Emissionen. Erzeugt werden kann er beispielsweise über Elektrolyse auf Basis von Strom aus Windkraft- oder Photovoltaikanlagen. Der Wasserstoff als Energiespeicher könnte in das vorhandene Gasnetz eingespeist werden. Anwendung findet er etwa in chemischen Prozessen oder als Grundlage für synthetische Gase sowie alternative Kraft- und Brennstoffe. Auf diese Weise könnte nachhaltig erzeugter Wasserstoff dazu beitragen, die Nutzung fossiler Energieträger deutlich zu reduzieren.

„Power-to-X“: Nachhaltig erzeugten Strom auf vielfältige Weise nutzen

Für die Kopplung der Sektoren Strom, Wärme/Kälte und Verkehr sind sogenannte „Power-to-X-Technologien“ zentral. Kurz gesagt fasst man unter diesem Sammelbegriff Technologien für die Wandlung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen in einen anderen Energieträger zusammen. „Power-to-X“ umfasst damit eine Vielzahl von Produkten, Prozessen, Technologien und Anwendungen. Dabei kann der Strom direkt genutzt werden, etwa im Rahmen von „Power-to-Heat“ unmittelbar zum Heizen. Oder der Strom wird umgewandelt in Wasserstoff oder Methan, so gespeichert und später rückverstromt.

Eine weitere Möglichkeit von Power-to-X ist die strombasierte Herstellung von bestimmten Produkten oder Stoffen. Ein Beispiel dafür sind die alternativen Kraftstoffe beziehungsweise E-Fuels, um die es in der Forschungsinitiative „Energiewende im Verkehr“ geht. Am Rande der Auftaktveranstaltung zur Initiative im Februar 2019 hat Gastredner Prof. Ulrich Wagner von der TU München das Konzept der Sektorkopplung erläutert und auch, warum sie so wichtig für den Erfolg der Energiewende ist …