Juli 19, 2021

Sektorenkopplung: Die vier größten Herausforderungen

Philipp Schockenhoff
Business Development Representative

Wenn es um die Energiewende geht, geht es früher oder später auch immer um Sektorenkopplung. Im Allgemeinen bezeichnet die Sektorenkopplung die Verzahnung von traditionell separaten Energiesektoren. Zunehmend wird der Begriff aber auch als Synonym für die fortschreitende Elektrifizierung von Sektoren, die bisher hauptsächlich mit fossilen Energieträgern betrieben werden, verwendet. Und auch wenn die Sektorenkopplung unumgänglich ist, stellt sie alle Sektoren vor Herausforderungen.

Herausforderung 1: CO2-lastige Sektoren elektrifizieren 

Es ist kein Geheimnis, dass der Verzicht auf fossile Brennstoffe unabdingbar im Kampf gegen den Klimawandel ist. Allerdings kommt der Ausbau erneuerbarer Energien seit der Jahrtausendwende nicht im benötigten Tempo voran. Und so sind die meisten Länder noch immer stark auf fossile Energieträger angewiesen. Auch mit regulatorischen und finanziellen Anreizen ist es nicht trivial, fossile Brennstoffe mit Strom zu ersetzen. Derzeit ist der Energieverbrauch für Heizen und Verkehr noch für 44 % aller globalen CO2-Emissionen verantwortlich. Um die Klimaschutzziele zu erreichen, ist es also nicht nur notwendig, ausreichend Strom aus erneuerbaren Quellen zu erzeugen, sondern auch die verbrauchenden Sektoren zu elektrifizieren. 


Herausforderung 2: Angebot und Nachfrage in Einklang bringen

Die fortschreitende Elektrifizierung der energieverbrauchenden Sektoren führt zu einem enormen Anstieg des Strombedarfs. Allein in Deutschland wird ein Anstieg des Strombedarf bis 2030 auf 700 TWh und bis 2050 auf 1.400 TWh erwartet - ein relativer Zuwachs von 17% bzw. 133%. Aber auch auf der Angebotsseite wird es in den kommenden Jahren zu enormen Veränderungen kommen. Da erneuerbare Energien nicht beliebig steuerbar sind, wird mehr Flexibilität im Netz benötigt: sowohl auf der Angebotsseite mit großen Speicherkapazitäten, als auch auf der Nachfrageseite durch Lastverschiebung.

Finanzielle Anreize sind wichtig, um die Flexibilität auf der Nachfrageseite zu fördern. Durch dynamische Time-of-Use-Tarife werden VerbraucherInnen incentiviert, ihre Lasten zu verschieben, oder sie können ihre eigene Flexibilität über einen Dienstleister vermarkten. Wenn jedoch zu viel Nachfrage jedoch in Stunden mit niedrigeren Preisen verlagert wird, bringen höhere Spitzenlasten die bestehende Netzinfrastruktur an ihre Grenzen. Als Reaktion darauf könnte die Netzkapazität einfach erweitert werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Anpassung der gesamten Netzinfrastruktur an kurzfristige Spitzenlasten alles andere als kosteneffizient ist. Die Berücksichtigung von Kapazitätsengpässen in den Netzentgelten wird daher notwendig sein, um diesem Problem entgegenzuwirken.

Herausforderung 3: Lokale Erzeugung, Verbrauch und Speicher verbinden

Der herkömmliche Ansatz, Stromerzeugung und -verbrauch physisch zu trennen, verliert an Relevanz, da immer mehr und kleinere Produktions- und Speicherstandorte entstehen. Das Buzzword hier: Prosumer. Die Notwendigkeit, Angebot und Nachfrage physisch zu koppeln, hat Prosumer zu einem wesentlichen Bestandteil der Sektorenkopplung gemacht. Viele private und gewerbliche EndverbraucherInnen tun sich bereits schwer damit, die Auswirkungen von E-Fahrzeugen auf ihre Stromrechnung zu begreifen. Daher benötigen sie ganzheitliche Lösungen, die lokale PV-Anlagen, Batteriespeicher, Ladestationen und Wärmepumpen in ein verständliches Energiemanagementsystem integrieren, das die lokalen Energieflüsse optimiert und darüber hinaus Marktsignale wie flexible Tarife berücksichtigt.

Herausforderung 4: Komplexität reduzieren. Komfort erhöhen. 

Dieses Segment ist bisher überwiegend ungesättigt und bietet ein großes Potenzial für innovative Akteure. Die Chance für Hardwarehersteller, umfassende, digitale Energiemanagementsysteme zu verkaufen und eine dauerhafte Kundenbeziehung zu etablieren, sollte nicht außer Acht gelassen werden. Innovative Akteure, die neue Energielösungen anbieten, drängen bereits proaktiv in diese Nische und könnten etablierte Anbieter wie OEMs gefährden, die sich bisher weitgehend von digitalen Innovationen ferngehalten haben. 

Die Notwendigkeit ist klar: Ohne Flexibilität im Strommarkt wird die Sektorenkopplung nicht gelingen. Aber Kunden und Prosumer sind nicht bereit, ihren täglichen Stromverbrauch nach der prognostizierten PV-Erzeugung und den erwarteten Preisen zu steuern, indem sie Dinge wie Kapazitätstarife berücksichtigen. Ein Energiemanagementsystem, das den Verbrauch und die Erzeugung lokaler Energieressourcen automatisch nach den Marktsignalen optimiert, wird daher ein wesentlicher Bestandteil eines erfolgreichen Produktportfolios sein.



Und wie geht’s weiter?

Die hohen Emissionen von Verkehr und Heizen bedingen, dass Klimaziele nicht ohne eine Transformation dieser Sektoren erreicht werden können. Die Elektrifizierung wird der erste Schritt sein, da weder klimaneutraler Verkehr noch klimaneutrales Heizen mit fossilen Brennstoffen möglich ist. Die Erhöhung der Flexibilität auf der Nachfrage- und Angebotsseite wird dann der Schlüssel sein, um mit der höheren Nachfrage und dem unsteten Angebot umzugehen. Ein dezentraler Ansatz mit einer stärkeren Integration von Energieressourcen wird immer wichtiger, um den Druck auf das Netz zu verringern und den Bedarf an kostspieliger neuer Infrastruktur zu vermeiden. Schließlich werden intelligente Energielösungen sowohl den Benutzerkomfort als auch die Einsparungen maximieren.

Was ist also das Fazit? Der Wandel wird kommen. Die Klimaziele werden immer ehrgeiziger und Heizung, Transport und Energie sind die größten Hebel, um diese Ziele zu erreichen. Die Marktführer von morgen werden die oben genannten Herausforderungen lösen müssen.

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