Benutzer:Albrecht62/Sektorkopplung

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Unter Sektorkopplung (auch Sektorenkopplung oder Integrated Energy genannt) wird die gemeinsame Betrachtung der drei Sektoren der Energiewirtschaft verstanden, die gekoppelt, also gemeinsam optimiert werden sollen. Stand 2016 werden die Sektoren Strom, Wärme und Mobilität weitgehend unabhängig voneinander betrachtet.[1]

Im Wärme- und der Verkehrssektor werden bislang fast ausschließlich fossile Brennstoffe eingesetzt.[1] Über die Energiewende festgeschriebene Einsparziele gibt es derzeit im Wesentlichen nur im Stromsektor.[Anm. 1][1]

Es besteht ein zunehmender Konsens, dass eine Verzahnung dieser drei Sektoren zur Optimierung des Energiewirtschaft notwendig ist, damit die Ziele der Energiewende erreicht werden.[1][2][3] Drei Viertel der in einer Delphi-Studie befragten Experten, glauben, dass bis zum Jahr 2040 eine „All Electric Society“ Realität sein wird, also eine Gesellschaft in der die Energiewirtschaft sich zu einer Strom-Wirtschaft gewandelt haben wird.[4]

Die Herausforderungen eines schwankenden Angebots von Sonnen- und Windenergie könnten durch die Kopplung der drei Sektoren wesentlich verringert werden, so die Überzeugung der Experten.[1] Während in der „ersten Phase der Energiewende“ die Förderung der klimaneutralen Energieerzeugung im Mittelpunkt stand, geht es in der „zweiten Phase“ darum, das Energiesystem als Ganzes in den Fokus zu nehmen und Anreiz-Strukturen für intelligente Strom-Netze und die Verwertung von Stromspitzen zu schaffen sowie das Lastmanagement auf Seiten der Strom-Nutzer anzugehen.[5][6][7]

Auswirkungen der Sektorkopplung auf die Stromwirtschaft

Die heutigen Ausbauziele für regenerative Energien basieren auf den Ersatz von fossilen Brennstoffen bei der Stromerzeugung. Der tatsächliche künftige Strombedarf wird jedoch nach Überzeugung vieler Experten wesentlich höher sein, da auch der Wärme- und der Verkehrssektor weitgehend auf regenerative Energien umgestellt werden sollen.[8][9][10][11]

Der Bedarf an zusätzlichen Strom-Trassen ist ein anderer je nachdem, ob isoliert der Stromsektor betrachtet wird oder alle drei Energie-Sektoren.[9]

Da im Winter durch den Wärmebedarf wesentlich mehr Energie benötigt wird, bietet es sich an, die Kapazitäten so auszulegen, dass im Sommer ein Überangebot vorhanden ist, das über einen Langzeitspeicher gepuffert und damit für den Winter vorgehalten werden kann.[9]

Verbindungselemente zwischen den Sektoren

Als Verbindungselemente zwischen den Sektoren gibt es eine Vielzahl von verfügbaren Techniken, deren Zusammenwirken noch zu gestalten ist:[1]

  • Mit elektrisch betriebenen Wärmepumpen kann Strom in Wärme umgewandelt werden.
  • Mit der Power-to-Gas–Technik kann aus überschüssigem Wind-Strom Gas erzeugt werden, das z. B. im Transportsektor verwendet werden kann. Dazu wird aus Strom zunächst über Elektrolyse Wasserstoff erzeugt, das wegen besserer Transporteigenschaften im zweiten Schritt meistens in Methan umgewandelt wird.[1]
  • Über Power-to-Liquid kann das so erzeugte Methan in flüssige Brennstoffe umgewandelt werden, die z. B. für Schiffe und Flugzeuge eingesetzt werden könnten.[1]
  • Über Power-to-X–Technik stehen eine Vielzahl weiterer Kopplungs-Instrumente zur Verfügung
  • Über Oberleitungen könnten Lastkraftwagen mit Strom betrieben werden ohne den Umweg über Batterie- oder anderen Speichertechniken.[1]
  • Mit Batterie- und Gas-Speichern könnten Schwankungen in Strom-Produktion bzw. -Verbrauch ausgeglichen werden.[12]
  • Weitere Batterie-Speicher stünden zur Verfügung, wenn auch die Akkus von Elektroautos einbezogen werden könnten (Vehicle to Grid).

Für die gemeinsame Optimierung der Sektoren gibt es eine Reihe von Lösungs-Elementen:

  • Laden von (z. B. Auto-) Batterien in Zeiten des Überschusses von Sonnen- bzw. Windenergie
  • Nutzung von (z. B. Auto-) Batterien zur Überbrückung von Stromengpässen
  • Durch die Power-to-Liquid–Techniken kann die Energie-Optimierung länderübergreifend erfolgen, da klimaneutral hergestellte Treibstoffe preiswert transportiert werden können.

Digitale Sektorkopplung

Auf der einen Seite ergibt sich durch die zunehmend dezentrale Energieerzeugung der Bedarf, dass Informationen über die erzeugten Energiemengen vorhanden sein müssen, um die Netz-Stabilität steuern zu können. Auf der anderen Seite gibt es die Notwendigkeit, die tendenziell ungleichmäßiger werdende Energieerzeugung über ein Energiemanagement auf der Verbraucherseite zu steuern.

Die Digitalisierung der Energiewirtschaft, also die informationstechnische Durchdringung von Strom-Angebots- und -Nachfragseite, wird deshalb als zentrale Voraussetzung einer umfassenden Energiewende angesehen.[13][5]

Die Europäische Union hat 2009 mit der Dritten Binnenmarktrichtlinien Strom und Gas die EU-Staaten aufgefordert für „intelligenten Mess-Systeme“ zu sorgen. Die Bundesregierung hat diese EU-Richtlinien mit dem Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende im Juni 2016 umgesetzt.[14][15] Ziel ist ein intelligentes Stromnetz (Smart Grid).

Anmerkungen

  1. ↑ Von 2008 bis 2020 soll der Stromverbrauch um 10 % sinken (von 618 TWh/a auf 556 TWh/a Bruttoverbrauch. Im Jahr 2015 lag der Wert bei 600 TWh/a. (Quelle: Flexibilität durch Kopplung von Strom, Wärme & Verkehr, Metaanalyse von Almut Kirchner, Sylvie Koziel, Natalie Mayer (Prognos AG) / Claudia Kunz (Agentur für Erneuerbare Energien), Hrsg.: Forschungsradar Energiewende, April 2016, S. 4)

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e f g h i Sektorkopplung, RP-Energie-Lexikon
  2. ↑ Interview: Andreas Kuhlmann (dena) – Sektorkopplung erleichtern!, Interview von Andreas Witt, Solarthemen, 10. März 2016
  3. ↑ Sektorkopplung: Wärme und Strom im Doppelpack!, Hannover Messe, 15. Dezember 2015
  4. ↑ Sektorkopplung: „All Electric Society“?, von Ursula Weidenfeld, et – Zeitschrift für Energiewirtschaft, Recht, Technik und Umwelt, März 2016
  5. ↑ a b Integriert, digital, effizient: Erfolgsfaktoren für die Energiewende, von Andreas Kuhlmann (dena), IRES-Symposion, 2015
  6. ↑ Erneuerbare Energie nutzen statt verschwenden!, Trend – Zeitschrift für Soziale Marktwirtschaft, 22. Dezember 2015
  7. ↑ Neu verknüpft, in Dena Magazin, Mai 2016, S. 16
  8. ↑ Erneuerbare Sektorkopplung, von Jörg Sutter, Sonnenenergie, März 2016
  9. ↑ a b c Sektorkopplung durch die Energiewende, Anforderungen an den Ausbau erneuerbarer Energien zum Erreichen der Pariser Klimaschutzziele unter Berücksichtigung der Sektorkopplung, von Volker Quaschning, Hochschule für Technik und Wirtschaft (Berlin), 20. Juni 2016
  10. ↑ Die Energiewende nach COP 21 – Aktuelle Szenarien der deutschen Energieversorgung, von Joachim Nitsch, 17. Februar 2016
  11. ↑ [www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Anlage/UI-MKS/mks-kurzstudie-ee-im-verkehr.pdf?__blob=publicationFile Erneuerbare Energien im Verkehr Potenziale und Entwicklungsperspektiven verschiedener erneuerbarer Energieträger und Energieverbrauch der Verkehrsträger], von D. Kreyenberg, A. Lischke (DLR), F. Bergk, F. Duennebeil, C. Heidt, W. Knörr, (IFEU), T. Raksha, P. Schmidt, W. Weindorf (LBST), K. Naumann, S. Majer, F. Müller-Langer (DBFZ)Hrsg.: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), 10. März 2015
  12. ↑ Sektorkopplung durch die Energiewende, Anforderungen an den Ausbau erneuerbarer Energien zum Erreichen der Pariser Klimaschutzziele unter Berücksichtigung der Sektorkopplung, von Volker Quaschning, Hochschule für Technik und Wirtschaft (Berlin), 20. Juni 2016, S.26
  13. ↑ Innovativ und digital in die Zukunft der Energiewirtschaft, Forum für Zukunftsenergie, 15. April 2016
  14. ↑ Bundesrat nickt Digitalisierung der E-Wende ab, Solarify, 9. Juli 2016
  15. ↑ Entwurf eines Gesetzes zur Digitalisierung der Energiewende, Bundesregierung, 13. April 2016

Kategorie:Energiepolitik Kategorie:Elektrizitätswirtschaft 

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''kursiver Text''

 Für den Güterverkehr sehen einige Studien auch Oberleitungs-LKW vor (z.xxB. Öko-Institut 2014, Fraunhofer IWES/IBP 2015). Hierfür müsste allerdings eine neue Infrastruktur aufgebaut werden, deren Realisierbarkeitnochkontroversbeurteiltwird.<ref name="Meta_2016-14" />

<ref name="greenpeace_2015">
[http://www.greenpeace.de/files/publications/klimaschutz-der-plan-greenpeace-20151117.pdf Klimaschutz: Der Plan, Energiekonzept für Deutschland], Greenpeace, November 2015
</ref>
<ref name="lemoine_2013">
[http://www.bvmw.de/fileadmin/download/Downloads_allg._Dokumente/politik/Studie_zur_dezentralen_Energiewende.pdf.pdf Vergleich und Optimierung von zentral und dezentral orientierten Ausbaupfaden zu einer Stromversorgung aus Erneuerbaren Energien in Deutschland], Reiner Lemoine Institut, 21.Oktober 2013
</ref>
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