Mit Sektorenkopplung zur Klimaneutralität: Wie sich Strom, Wärme und Mobilität vernetzen lassen
22.04.2025 • 5 Minuten Lesezeit
Die Umstellung auf erneuerbare Energien ist für uns bei klimaVest ein zentrales Thema – aber sie allein reicht nicht aus, um die Klimaneutralität zu erreichen. In unserem Whitepaper zeigen wir, welche weiteren Schritte notwendig sind, um dieses Ziel zu verwirklichen. Ein vielversprechender Lösungsansatz ist die Sektorenkopplung.
Umstellung auf Erneuerbare: Und dann?¹
Stellen Sie es sich vor: Wir haben die Stromgewinnung vollständig von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare Quellen umgestellt. Ist die Energiewende damit geschafft, und wir können uns zurücklehnen? Keineswegs. Auch nach dem erfolgreichen Übergang stehen uns noch viele Aufgaben bevor, um das finale Ziel – Net Zero – zu erreichen.
Denn die Energiewende bedeutet weit mehr als den Ausbau von Wind- und Photovoltaikanlagen. Die bewährten Strategien der letzten zwei Jahrzehnte reichen allein nicht aus, um den Anforderungen der kommenden zehn bis 20 Jahre gerecht zu werden. Ziel muss es sein, den steigenden Energiebedarf in allen Bereichen, auch in den bisher getrennt betrachteten Sektoren wie Wärme, Verkehr und Industrie abzudecken und zugleich die wetter- und jahreszeitlichen Schwankungen bei der Wind- und Solarenergieerzeugung auszugleichen.
Die bisherigen Investment-Cases behalten damit zwar ihre Bedeutung, doch sie müssen ergänzt werden durch übergreifend konzipierte Energielösungen. Eine gute Nachricht für Investoren, denen sich damit neue, attraktive Anlagemöglichkeiten abseits der gewohnten Wege bieten. Durch eine breitere Differenzierung der Assetklasse „Energieinfrastruktur“ können Kapitalanlagen stärker diversifiziert – und damit auch die Ertragsströme erweitert werden.
Denn die Energiewende bedeutet weit mehr als den Ausbau von Wind- und Photovoltaikanlagen. Die bewährten Strategien der letzten zwei Jahrzehnte reichen allein nicht aus, um den Anforderungen der kommenden zehn bis 20 Jahre gerecht zu werden. Ziel muss es sein, den steigenden Energiebedarf in allen Bereichen, auch in den bisher getrennt betrachteten Sektoren wie Wärme, Verkehr und Industrie abzudecken und zugleich die wetter- und jahreszeitlichen Schwankungen bei der Wind- und Solarenergieerzeugung auszugleichen.
Die bisherigen Investment-Cases behalten damit zwar ihre Bedeutung, doch sie müssen ergänzt werden durch übergreifend konzipierte Energielösungen. Eine gute Nachricht für Investoren, denen sich damit neue, attraktive Anlagemöglichkeiten abseits der gewohnten Wege bieten. Durch eine breitere Differenzierung der Assetklasse „Energieinfrastruktur“ können Kapitalanlagen stärker diversifiziert – und damit auch die Ertragsströme erweitert werden.
Warum die Stromwende allein nicht ausreicht¹ ² ³
Der starke Fokus auf die Stromwende als Grundlage der Energiewende stellt besonders für eine Region wie Deutschland, die von stark schwankenden Wetterbedingungen geprägt ist, eine große Herausforderung dar. Mit der zunehmenden Nutzung erneuerbarer Energien steigt die positive und negative Residuallast, also die Differenz zwischen der nachgefragten elektrischen Leistung und der Einspeisung durch volatile Erzeuger wie Wind- und Solarenergie.⁴ Das führt zu Unter- oder Überdeckung des Strombedarfs, besonders in den Lastzeiten.
Die Energie der Vernetzung: Sektorenkopplung als Lösungsansatz² ³
Sektorenkopplung beschreibt den Ansatz, die bislang meist getrennt betrachteten Energie- und Wirtschaftssektoren Strom, Wärme, Verkehr und Industrie enger miteinander zu verknüpfen und im Rahmen von ganzheitlichen Lösung zu optimieren. Ziel ist es, das Potenzial der erneuerbaren Stromerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik für alle Bereiche des Energiebedarfs nutzbar zu machen und so die CO₂-Emissionen nachhaltig zu reduzieren.
Durch diese Vernetzung können die Sektoren voneinander profitieren und die Flexibilität im Energiesystem erhöhen. Die Sektorenkopplung ermöglicht es, die wetter- und jahreszeitlich bedingten Schwankungen in der Erzeugung von Wind- und Solarstrom auszugleichen und für eine effizientere Nutzung erneuerbarer Energien bei der Wärmeversorgung, der Industrie und im Verkehr zu sorgen.
Durch diese Vernetzung können die Sektoren voneinander profitieren und die Flexibilität im Energiesystem erhöhen. Die Sektorenkopplung ermöglicht es, die wetter- und jahreszeitlich bedingten Schwankungen in der Erzeugung von Wind- und Solarstrom auszugleichen und für eine effizientere Nutzung erneuerbarer Energien bei der Wärmeversorgung, der Industrie und im Verkehr zu sorgen.
Wichtige Technologien der Sektorenkopplung²
Hinter dem Schlagwort Sektorenkopplung stehen verschiedenste Technologien, die auf dieses Prinzip einzahlen und sich miteinander verbinden lassen. Wir geben einen Überblick über besonders vielversprechende Lösungen:
- Kraft-Wärme-Kopplung (KWK): Dieses Prinzip bedeutet, dass ein Kraftwerk nicht nur Strom erzeugt, sondern auch die dabei entstehende Wärme nutzbar macht, etwa für Produktionsprozesse, Heizung oder Warmwasser. Die Wärme kann entweder direkt vor Ort eingesetzt oder als Fernwärme weitergeleitet werden.
- Wärmepumpen: Die viel diskutierten Wärmepumpen gelten als besonders effiziente Lösung zur Verknüpfung des Strom- und Wärmesektors. Sie gewinnen durch elektrische Energie Wärme aus Luft, Wasser oder Erde. Großwärmepumpen ermöglichen sogar die Nutzung industrieller Abwärme oder Solarwärme, ideal beispielsweise für Fernwärmenetze.
- Elektromobilität: Ein klassisches Beispiel für die Sektorenkopplung: Batterieelektrische Fahrzeuge, von Pkw über E-Bikes bis hin zu Zügen oder Schiffen, speichern Strom aus erneuerbaren Quellen in ihren Akkus und entlasten so das Stromnetz, vorausgesetzt, dass die Ladezeiten intelligent gesteuert werden. Die Elektromobilität ist damit ein zentraler Baustein für die Verbindung des Strom- und Verkehrssektors.
- Power-to-Liquids (PtL): Hier wird mit erneuerbarem Strom flüssiger synthetischer Kraftstoff produziert, etwa für den Luft- und Schiffsverkehr. Diese E-Fuels besitzen eine hohe Energiedichte und machen grünen Strom auch dort nutzbar, wo direkte Elektrifizierung an Grenzen stößt.
- Stromspeichertechnologien: Ob Batteriespeicher, Pumpspeicher oder andere Formen, Stromspeicher sind unverzichtbar, um Schwankungen zwischen Angebot und Nachfrage auszugleichen. Sie sorgen dafür, dass Energie genau dann bereitsteht, wenn sie gebraucht wird.
- Wärmespeichertechnologien: Sensible Speicher wie Heißwasserspeicher sind die gängigste Form. Sie speichern thermische Energie durch Temperaturveränderung des Speichermediums und geben diese bei Bedarf wieder ab, eine wichtige Komponente für die Entkopplung von Wärmeerzeugung und -verbrauch.
- Bioenergie: Biomasse ist der Allrounder unter den Erneuerbaren. Ob fest, flüssig oder gasförmig, sie liefert Strom, Wärme und Kraftstoffe und ist flexibel sowie grundlastfähig einsetzbar. Damit leistet Bioenergie einen stabilisierenden Beitrag zur Energiewende.
- Digitale Infrastruktur: Intelligente Mess- und Steuerungstechnik ermöglicht eine bedarfsgerechte Abstimmung zwischen Erzeugung und Verbrauch. Die Digitalisierung des Energiesystems ist damit nicht nur Voraussetzung für mehr Netzstabilität, sondern auch Katalysator der Sektorenkopplung.
¹ Commerz Real Whitepaper Infrastruktur
² https://www.unendlich-viel-energie.de/zehn-fakten-zu-sektorenkopplungs-technologien
³ https://www.ewi.uni-koeln.de/de/themen/sektorenkopplung/
⁴ https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/FAQ/Versorgungssicherheit-Kohleausstieg/faq-versorgungssicherheit-kohleausstieg.html