Es ist eine Frage mit der sich die Bundesregierung alltäglich beschäftig: Wie treiben wir die Energiewende voran? Der Klimaschutzplan 2050, der Bau von E-Ladestationen und Wasserstoff als neue Energiequelle, all diese Maßnahmen könnten vergeblich sein ohne Sektorenkopplung. //von Felix Schamberg & Julian Fernandes
Die Bundesregierung verabschiedete bereits 2016 den "Klimaschutzplan 2050" mit dem Ziel, eine komplett treibhausgasneutrale Nation zu werden. Im Juni 2020 wurde der Bau von 1000 Ladestationen beschlossen, um den Kauf klimaneutraler E-Autos attraktiver zu gestalten. Mit der "Nationalen Wasserstoffstrategie" verkündete die Bundesregierung "das Wasserstoff-Land Nummer eins" zu werden. Viele Maßnahmen sind erfolgt, doch wird damit die Energiewende vorangetrieben? Laut Volker Quaschning, Professor für Regenerative Energiesysteme an der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin, gibt es nur eine Antwort auf diese Frage: "Nur durch Sektorenkopplung können wir die vollständige Klimaneutralität erreichen."
Die Funktionsweise von Sektorenkopplung
Es genügt nicht, dass die Energie grün und sauber ist, darüber hinaus müssen die Sektoren Strom, Verkehr und Wärme miteinander gekoppelt werden. Hier kommt die sogenannte Sektorenkopplung (oder auch Sektorkopplung) ins Spiel. Bisher wurden diese drei Sektoren voneinander getrennt und mit der Initiierung der Kopplung sollen nun alle kombiniert betrachtet werden, sodass ein besseres Gesamtsystem ermöglicht wird. Dazu sollen vor allem die Synergien zwischen den einzelnen Sektoren an Relevanz dazugewinnen. Beispielsweise entsteht durch die Produktion von erneuerbarer Energie oft ein Überschuss an Strom. Dieser soll mit sogenannten Power-to-X Technologien besser genutzt werden. Power-to-X ist das, was Strom in andere Sektoren übertragen kann, um so die Synergieeffekte zwischen den Sektoren zu nutzen.
Wasserstoff als Energieträger der Zukunft
Aus überschüssigem Strom lässt sich beispielsweise ein Gas wie Wasserstoff herstellen. Dies ist vor allem deshalb vorteilhaft, weil sich Gase einfacher speichern lassen als Strom, erklärt uns HBRS-Professorin Tanja Clees. "Der Umweg auf Wasserstoff ist eines der wichtigsten Methoden für die Sektorenkopplung. Mobilität darf nicht rein elektrisch betrieben werden, ein Energiemix aus Strom und Gas gemeinsam ist der richtige Ansatz."
Bereits jetzt könnten die vorhandenen Gasnetz-Infrastrukturen enorme Energiemengen transportieren und speichern. Ihre Nutzung könnte also dazu beitragen, den Überschuss an regenerativ erzeugter Energie besser zu nutzen, das System damit effizienter zu machen und somit auch den Ausstoß von Treibhausgasen zu begrenzen. Jedoch spalten sich auch hier die Geister. Quaschning sieht den Einsatz des Gases etwas kritischer an: "Die Wasserstoffherstellung ist teuer und mit hohen Verlusten verbunden. Darum wird Wasserstoff nur dort zum Einsatz kommen, wo es keine anderen Lösungen gibt."
Hindernisse auf dem Weg zur Energiewende
Trotz allem findet Sektorenkopplung in Deutschland eine noch zu geringe Anwendung. "Sektorenkopplung scheitert an den Regulatoren", so Clees. "Die Forschung wird nicht genug vorangetrieben und dies liegt in erster Linie nicht an der technischen Seite." Es stehen zur Umsetzung der Energiewende nicht nur Hindernisse in der Forschung auf dem Weg. Die Bundesregierung müsse sich weiterhin alle Synergieeffekte zu Nutze machen, um die Klimaziele zu erfüllen. "Ohne Sektorenkopplung können wir nicht klimaneutral werden", gab Quaschning abschließend zu bedenken. Wie genau Sektorenkopplung im Detail helfen kann eine klimafreundlichere Zukunft zu gestalten und welche Rolle die Power-to-X Technologien dabei spielen, wird in folgendem Video thematisiert:
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Teaserbild: Die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr werden verbunden. Quelle: Felix Schamberg
Die Autoren
Julian Fernandes
Felix Schamberg
