Sektorkopplung: Alles mit allem verbinden

Das Gelingen der Energiewende ist auch eine Frage des Zusammenspiels der verschiedenen Teile und Sektoren des Energiesystems. Die dena engagiert sich für die sogenannte Sektorkopplung, also die Verzahnung von Strom, Wärme und Mobilität, damit die erneuerbaren Energien optimal

genutzt und integriert werden können. Einen Schwerpunkt setzt die dena dabei auf die Herstellung von Wasserstoff und Methan mit Strom aus erneuerbaren Energien (Power to Gas).

Sektorkopplung

Integriertes Energiesystem

Bei der Umgestaltung des Energiesystems setzt die dena vor allem auf sinnvolle Verzahnung im System und auf die Integration erneuerbarer Energieträger. Im Fokus: die Power-to-Gas-Technologie.

Der Ausbau der erneuerbaren Energien erfordert auch den Umbau des Energiesystems. Eine besondere Rolle spielen hierbei sektorenübergreifende Verbindungen von Strom, Wärme und Verkehr. Elektromobilität etwa stellt wortwörtlich eine solche Verbindung dar. E-Mobile sind heute in der Lage, 400 Kilometer oder mehr ohne Zwischenstopp zu fahren. Mittlerweile arbeiten Fachleute daran, Fahrzeugbatterien auch als mobile Speicher nutzbar zu machen und Strom in beide Richtungen fließen zu lassen. Damit werden Voraussetzungen dafür geschaffen, die Stromnetze in Spitzenzeiten zu entlasten. Viele weitere, sektorenübergreifende Ideen und Geschäftsmodelle sind im Gespräch: Green Buildings mit integrierter Kälte- und Wärmeproduktion etwa, integrierte Strom-Wärme-Konzepte für die Industrie oder die Umwandlung von Wind- und Solarstrom in Wasserstoff und Methan („Power to Gas“) bzw. flüssige Kraftstoffe („Power to Liquids“).

Barrieren überwinden

Für die dena geht es nicht nur um die Verbindung der verschiedenen Energiebereiche. Auch die Verknüpfungen innerhalb der Sektoren sollen verstärkt werden. So wird für die dena aus Sektorkopplung „integrated energy“, ein integriertes Energiesystem, in dem alle Teile aufeinander abgestimmt werden können. Hierbei sind die unterschiedlichen Märkte und Infrastrukturen ebenso zu berücksichtigen wie Kosteneffizienz, Klimaschutzaspekte und die begrenzte Verfügbarkeit von Ressourcen. Ganz grundsätzlich heißt das vor allem, bisherige Barrieren zwischen Sichtweisen, Märkten, Akteuren, Branchen oder Infrastrukturen zu überwinden. Auch das ist Sektorkopplung.

Aus Sicht der dena wird zukünftig Power to Gas beziehungsweise die Herstellung von Wasserstoff und Methan mit Strom aus erneuerbaren Energien eine entscheidende Rolle spielen. Es ist heute die am besten verfügbare Technologie, die sowohl eine langfristige Speicherung von erneuerbarem Strom im Erdgasnetz als auch dessen Nutzung in allen anderen Energieverbrauchssektoren möglich macht. Wasserstoff und Methan können in Verkehr und Industrie ebenso wie bei der Wärme- und Stromerzeugung zum Einsatz kommen. Damit baut Power to Gas nicht nur die nötigen Brücken zwischen den Sektoren und hat theoretisch überall Marktchancen. Es hilft zudem dabei, erneuerbare Energien in das bestehende Energiesystem zu integrieren. Vor allem aber ist Power to Gas ein wichtiger Schritt, um den ambitionierten Klimazielen mit Emissionssenkungen um bis zu 95 Prozent bis 2050 näherzukommen. „Wenn es darum geht, das Klima zu schützen, erneuerbare Energie zu speichern und über den Stromsektor hinaus nutzen zu können, ist Power to Gas eine sehr spannende Lösung“, bestätigt Andreas Kuhlmann, Vorsitzender der dena-Geschäftsführung.

Plattform Power to Gas

Mit einer eigenen Strategieplattform unterstützt die dena Power to Gas als Systemlösung sowie die weitere Entwicklung in diesem Feld. Sie ist Vermittlerin zwischen 37 Partnern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verbänden, die sich mit ihrer Fachkompetenz und Erfahrung einbringen. Alle zusammen diskutieren wichtige Fragestellungen auch zu einer möglichen Markteinführung in regelmäßigen Workshops – und formulieren Handlungsempfehlungen für die Politik.

So haben die Partner gemeinsam Vorschläge entwickelt, um die Rahmenbedingungen für Power to Gas zu verbessern. Dazu zählt zum Beispiel, Power-to-Gas-Anlagen nicht wie bislang als sogenannten Letztverbraucher zu betrachten, der entsprechend hohe Abgaben und Umlagen wie jeder Endkunde zahlen muss. Vielmehr wäre es ein zukunftsweisender Schritt, Power-to-Gas-Anlagen als Energiespeicher einzuordnen und somit finanziell zu entlasten. Schließlich wird Strom hier nicht verbraucht, sondern lediglich umgewandelt und für den späteren Gebrauch vorgehalten. Damit würde auch das Potenzial des neuartigen Verfahrens gewürdigt, die Integration von erneuerbarer Energie in das Gesamtsystem zu fördern. Nach einer weiteren Empfehlung der Plattform sollen Kraftstoffe aus Power to Gas nach EU-Richtlinie als Biokraftstoff eingestuft werden.

Potenzialatlas mit Clusterregionen

2016 hat die dena gemeinsam mit ihren Partnern auch einen Potenzialatlas erstellt. Untersucht wurde, welche Anwendungen und welche Regionen in Deutschland die besten Voraussetzungen für die Marktentwicklung bieten und was getan werden muss, um die Rahmenbedingungen zu verbessern. Vier Gebiete gelten demnach als besonders vielversprechend:

  • Unterelbe/Weser/Ems,
  • Rhein/Main/Ruhr,
  • Neckar und
  • Mitteldeutschland/Berlin/Brandenburg.

In diesen Regionen sind Strom aus erneuerbaren Energien und Absatzmärkte für Wasserstoff oder Methan aus Power to Gas vorhanden. Auch laufen dort bereits Projekte zu Mobilität oder Wärmeerzeugung, bei denen Methan oder Wasserstoff zum Einsatz kommen. Der Atlas erleichtert es Unternehmen, geeignete Standorte für Power-to-Gas-Anlagen zu finden. Entscheider aus Wirtschaft und Politik profitieren von der Studie, weil sie regionale Einsatzmöglichkeiten besser einschätzen können. So liefert der Potenzialatlas eine Grundlage für die regionale Strom- und Gasnetz-, ebenso wie für die Raumordnungs- und Flächennutzungsplanung.

Schlüssel zur Energiewende

Die dena und ihre Partner gehen damit einen weiteren wichtigen Schritt, um den Markt für Power to Gas voranzubringen. „Ohne Technologien wie Power to Gas wird die Energiewende womöglich nicht gelingen“, erklärt Andreas Kuhlmann. „Sie verzahnen Sektoren effizient und helfen dabei, erneuerbare Energie sinnvoll in die bestehenden Energiesysteme zu integrieren.“

Inwiefern zukünftig dabei auch der digitalen Vernetzung eine Schlüsselrolle zukommt, zeigt der Schwerpunkttext zum Thema Digitalisierung

Besuch im Hybridkraftwerk

In Prenzlau gibt es Strom in Flaschen. Und was hat die dena damit zu tun?

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Gemeinsam mit Unternehmen aus Baden-Württemberg werden wirtschaftliche Potenziale für Demand Side Management ermittelt und deren Vermarktung in der Praxis erprobt. Ansätze für eine bessere Erschließung des Marktes für flexible Lasten werden entwickelt.

Überblick

  • Projektlaufzeit: 07/2014 – 12/2016
  • beteiligte DSM-Vermarkter: 7
  • persönlich kontaktierte Unternehmen: 136
  • Unternehmen, deren DSM-Potenziale analysiert wurden: 41
  • Unternehmen, die bei der Vermarktung begleitet wurden: bisher 1
  • Branchen, denen die analysierten Unternehmen zugeordnet werden können: > 14

Pilotprojekt Demand Side Management Bayern

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Überblick

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Strategieplattform Power to Gas

Seit 2011 leitet die dena die Strategieplattform Power to Gas. Zusammen mit Partnern aus Wirtschaft, Verbänden und Wissenschaft werden die Bedeutung von Power to Gas für die Nutzung erneuerbaren Stroms analysiert und die Rahmenbedingungen für die Nutzbarmachung der Systemlösung für den wirtschaftlichen und großtechnischen Einsatz definiert.

Überblick

  • Projektstart: 2011
  • derzeit 26 Projektpartner
  • Ziel: 1.000 MW installierte Leistung an Elektrolyseuren bis zum Jahr 2022