Sektorkopplung als Chance für Unternehmen
Die Energiewende erfordert die Reduktion von Treibhausgasemissionen bei gleichzeitiger Sicherung von Versorgung und Wirtschaftlichkeit. Sektorkopplung vernetzt Strom, Wärme, Mobilität und Industrie und eröffnet Unternehmen neue technische und wirtschaftliche Chancen.
Relevanz der Sektorkopplung
Das heutige Energiesystem ist historisch gewachsen und stark in voneinander unabhängige Sektoren gegliedert. Strom, Wärme und Mobilität werden weitgehend getrennt geplant, betrieben und reguliert. Dies führt allerdings zu Effizienzverlusten, Emissionen und höheren Systemkosten. Gleichzeitig steigt der Anteil fluktuierender erneuerbarer Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie stetig an. Durch Sektorkopplung können Überschüsse in andere Sektoren verschoben und so nutzbar gemacht werden. Sektorkopplung ist damit ein Instrument zur Systemoptimierung. Sie ermöglicht es, Energie dort zu nutzen, wo sie volkswirtschaftlich und betriebswirtschaftlich den größten Nutzen stiftet – unter Berücksichtigung von Netzen, Speichern, Flexibilitäten und Lastprofilen. Unternehmen können diese Flexibilität zunehmend auch vermarkten, etwa über Regelenergie- oder Flexibilitätsmärkte.
Während der Stromsektor in vielen Ländern bereits hohe Anteile erneuerbarer Energien aufweist, besteht im Bereich der Raum- und Prozesswärme und -Kälte, Verkehr und in industriellen Prozessen noch Aufholbedarf. Genau hier setzt die Sektorkopplung an: Erneuerbarer Strom wird gezielt in anderen Sektoren genutzt, etwa über Wärmepumpen, Elektromobilität oder zukünftig auch in weiteren Power-to-X-Anwendungen. Bioenergie und Geothermie ergänzen das System als speicher- und grundlastfähige erneuerbare Quellen.
Wärme und Energieeffizienz
Prozess- und Raumwärme sind für einen großen Teil des Endenergieverbrauchs verantwortlich. Durch die Kopplung mit dem Stromsektor können erhebliche Effizienzgewinne erzielt werden. Elektrische Wärmepumpen nutzen Umweltwärme, Geothermie oder Abwärme und erreichen Jahresarbeitszahlen deutlich über 3, was den Primärenergieeinsatz massiv reduziert.
In Industrie, Gewerbe und Rechenzentren fällt große Mengen an Abwärme an, die bislang oft ungenutzt bleibt. Sektorkopplung ermöglicht die Integration dieser Abwärme in lokale oder überregionale Wärmenetze, unterstützt durch Großwärmepumpen und intelligente Regeltechnik.
In Kombination mit thermischen Speichern können Lastspitzen im Stromnetz unter anderem über Power-to-Heat Anlagen reduziert und erneuerbare Überschüsse sinnvoll genutzt werden. Dies steigert die Gesamteffizienz des Energiesystems.
Die Sektorkopplung sollte auf einem breiten Mix erneuerbarer Energien basieren:
- Photovoltaik liefert dezentralen Strom
- Windenergie stellt große Mengen kostengünstigen erneuerbaren Stroms bereit
- Wasserkraft bietet regelbare und speicherfähige Erzeugung
- Geothermie liefert grundlastfähige erneuerbare Wärme und Strom.
- Bioenergie ist flexibel einsetzbar, langfristig speicherbar und besonders wertvoll zur Bereitstellung von Wärme
Durch die Kopplung der Sektoren können diese Energien optimal kombiniert und ihre jeweiligen Stärken genutzt werden.
Technologien und Strategien für eine vernetzte Energiezukunft
© BMIMI (BMK)/Andrea Leindl Elektrofahrzeuge sind nicht nur Verbraucher, sondern potenzielle flexible Speicher, wenn bidirektionales Laden im großen Maßstab verfügbar ist. Intelligentes Laden ermöglicht es, Fahrzeuge bevorzugt dann zu laden, wenn viel erneuerbarer Strom erzeugt wird. Dies entlastet Netzinfrastruktur, senkt Kosten und erhöht die Systemstabilität.
Ergänzend dazu helfen stationäre Batteriespeicher dabei, Lastspitzen zu kappen (Peak Shaving), den Eigenverbrauch von selbst produziertem Ökostrom zu maximieren und dadurch Netzentgelte zu reduzieren. Batteriespeicher werden zunehmend zu einem zentralen Baustein für wirtschaftliche und stabile Energiesysteme in Unternehmen.
© istock.com/Daniel Balakov Sektorkopplung stellt neue Anforderungen an Netze, Speicher und Erzeugungsanlagen. Gleichzeitig ermöglicht sie, bestehende Infrastruktur effizienter zu nutzen und teuren Netzausbau zu vermeiden.
Intelligent gesteuerte Stromnetze, sogenannte „Smart Grids“, verknüpfen Erzeuger, Verbraucher und Speicher über digitale Kommunikation. Sie sind die technische Voraussetzung für eine dynamische, flexible und sichere Sektorkopplung. Echtzeitdaten ermöglichen eine optimale Steuerung von Lasten und Erzeugung.
Energiemanagementsysteme sind ein essentieller Bestandteil der Sektorkopplung auf Unternehmens- und Quartiersebene. Sie koordinieren Strom, Wärme, Mobilität und Speicher, optimieren Kosten und reduzieren Emissionen. Für Unternehmen sind Energiemanagementsysteme ein entscheidender Hebel zur Optimierung ihrer Energiekosten.
© BMLUK Durch die Nutzung mehrerer Energieträger und dezentraler Erzeugungsstrukturen kann die Resilienz gegenüber Preisschwankungen erhöht und die Abhängigkeit von fossilen Energieimporten reduziert werden. Bioenergie und Speicher spielen hierbei eine wichtige Rolle.
Die Kopplung der Sektoren eröffnet neue Geschäftsmodelle, etwa im Bereich Energiedienstleistungen, intelligente Energiemanagementsysteme, Batteriespeicher, Ladeinfrastruktur oder Flexibilitätsvermarktung. Unternehmen werden vom reinen Energieverbraucher zum aktiven Akteur im Energiesystem. Je nach Branche, ergeben sich so unterschiedliche Modelle zur Sektorkopplung. Beispiele dafür sind:
- Industrieunternehmen, die ihre Abwärme aus Produktionsprozessen als Niedertemperaturquelle zum Betrieb einer Wärmepumpe bereitstellen, die an ein Nah- oder Fernwärmenetz gekoppelt ist.
- Speditionsunternehmen, die ihre PV-Anlage mit der Ladeinfrastruktur für die hauseigene E-Flotte koppelt. So werden Stromüberschüsse genutzt und die Betriebskosten für den Fuhrpark gesenkt. Die Batterien der E-Fahrzeuge können zudem als Speicher genutzt werden. Weitere Informationen zur Integration von E-Fahrzeugen finden Sie außerdem in unserer Publikation „Sonnenflotte für Gemeinden".
Fazit
Die Sektorkopplung wird zu einem zentralen Baustein für ein effizientes, resilientes und klimaneutrales Energiesystem der Zukunft. Sie verbindet erneuerbare Energien, Wärme und Abwärme, Elektromobilität, Speicher und intelligente Netze zu einem integrierten Gesamtsystem. Für Unternehmen bietet sie nicht nur ökologische Vorteile, sondern vor allem handfeste wirtschaftliche Chancen: geringere Kosten, höhere Versorgungssicherheit, neue Erlösmodelle und langfristige Wettbewerbsfähigkeit.
