Sektorkopplung

Durch die Nutzung von Energiespeichern, sowie durch Sektorkopplung des Strom-, Wärme- und Transportsektors kann überschüssige Energie genutzt werden, die sonst verloren gehen würde. Somit kann dem Energiesystem mehr Flexibilität verliehen werden.

Die Sektorkopplung spielt eine bedeutende Rolle bei der Dekarbonisierung von Energiesystemen. Es ist notwendig, das Energiesystem als Ganzes zu verstehen und somit zu verändern, anstatt die die einzelnen Sektoren getrennt zu behandeln.

Der Übergang von fossilen Energieträgern zu erneuerbaren Energiequellen beschleunigt sich innerhalb des Stromsektors, während andere energieintensive Sektoren wie Verkehr, industrielle Dampf- oder Wärmeerzeugung, nach wie vor überwiegend von fossilen Brennstoffen abhängig sind. Die fortschreitende Elektrifizierung der verbleibenden Sektoren kann einige der aktuellen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen lösen.

Integriertes Energiesystem auf Basis von erneuerbarem Strom

Wind und Sonne sind fluktuierende Energiequellen und stehen nicht immer zur Verfügung, wenn Energie benötigt wird. Durch die Vernetzung von Sektoren kann überschüssiger Strom, der in Spitzenzeiten erzeugt wird, z.B. im Verkehrssektor, in der industriellen Dampf- oder Wärmeerzeugung, Fernwärme und -kälte etc. gespeichert und wiederverwendet werden, wodurch das gesamte Energiesystem stabilisiert wird. Diese Konvertierung wird als Power-to-X (PTX) bezeichnet.

Der Überschussstrom aus Windkraftanlagen, PV- oder CSP-Anlagen kann zur Erwärmung von Salzschmelze als Power-to-Salt (PTXSALT) genutzt werden. Damit kann die intermittierende Stromerzeugung ausgeglichen werden, indem über eine Dampfturbine eine bedarfsgerechte und damit stabile Stromerzeugung für das Netz oder für eine grüne Kraftstoffproduktion geschaffen werden kann. Durch Strom aus Power-to-Salt-Anlagen oder direkt aus erneuerbarer Stromerzeugung können klimaneutrale Kraftstoffe wie grünes Methanol (PTX_CH3OH), grünes Ammoniak (PTX_NH3) oder grüner Wasserstoff (PTX_H2) gewonnen werden. Der Wasserstoff und die klimaneutralen Kraftstoffe können für den Verkehrssektor (z. B. Lastwagen, Autos, Flugzeuge, Schiffe usw.) sowie für verschiedene andere Anwendungen und Branchen verwendet werden. Die Abwärme aus den Konversionsprozessen für grünen Wasserstoff, grünen Methanol oder grünen Ammoniak kann wiederum für Fernwärme genutzt werden.

Wärmepumpen und Erdbecken-Wärmespeicher (Pit Thermal Energy Storage - PTES) Systeme sind ebenfalls wichtige Technologien für eine effiziente und zukunftsfähige Sektorkopplung.