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Sektorenkopplung ist die Vernetzung von Energieerzeugern, -verbrauchern und -speichern um beste Effizienz und Versorgungsstabilität zu erreichen.
Durch sie lassen sich die Stärken der erneuerbaren Energien nutzen und ihre Schwächen kompensieren.
Wind- und Solarenergie, die den Hauptteil der erneuerbaren Energien in Deutschland darstellen, unterscheiden sich stark von konventionellen Kraftwerken. Kohle-, Öl- und Atomkraftwerke sind konstante und träge Stromproduzenten. Das heißt, wenn sie einmal hochgefahren sind, liefern sie eine sehr gleichmäßige Strommenge, können aber nicht auf Schwankungen des Stromnetzes reagieren. Eine Erhöhung oder Senkung der Leistung kann nur sehr langsam erfolgen. Zudem sind sie stark zentralisiert, produzieren also den Strom an relativ wenigen Standorten.
Windkraftanlagen und Photovoltaikmodule hingegen sind sehr flexibel. Man kann Ihre Leistung passgenau drosseln und wieder anheben. Ihr Nachteil besteht allerdings darin, dass sie Wetterabhängig sind. Ohne Wind dreht sich die Windkraftanlage nich und scheint die Sonne nicht, produziert auch das PV-Modul keinen Strom. Dieser Nachteil wird teilweise dadurch aufgehoben, dass es sich hierbei um dezentrale Energieerzeugung handelt. Die Anlagen sind über ganz Deutschland verteilt und es ist selten, dass in der gesamten Bundesrepublik kein Wind weht oder, dass es überall bewölkt ist. Da wir ins europäische Verbundnetz eingebunden sind, verringert sich das Risiko einer „Dunkelflaute“ sogar noch weiter.
Aber was passiert, wenn doch eimal keine Sonne scheint und kein Wind weht?
Für diesen Fall brauchen wir Speichermöglichkeiten und flexible Kraftwerke, die die Lücke schließen können.
Fangen wir mit letzteren an: Besonders geeignet sind hierfür Gaskraftwerke. Diese sind in der Lage sehr schnell ihre Leistung zu ändern und können deshalb flexibel reagieren. Erdgas ist jedoch kein regenerativer Rostoff und auch politisch scheint es wenig ratsam dauerhaft von russischen Gaslieferungen abhängig zu sein. Daher wäre eine Sinnvolle Lösung Biogasanlagen zu flexibilisieren. Das heißt, man stattet diese mit einem größeren Gasspeicher und stärkeren Motoren aus. Ist nun genug Wind- und Solarstrom vorhanden, sammelt die Biogasanlage einfach nur Gas und speichert es. Wird nun zusätzlicher Strom benötigt, kann dieser Vorrat in den stärkeren Motoren mit hoher Leistung verstromt werden.
Die zweite Möglichkeit zur Überbrückung wind- und sonnenschwacher Tage ist die vorherige Speicherung von überschüssiger Energie.
Möglichkeiten Strom zu speichern gibt es viele und zur Zeit wird viel auf diesem Gebiet geforscht.
Die vielleicht „klassischste“ Form ist das Pumpspeicherkraftwerk. Neuere Formen sind etwa Druckspeicherkraftwerke, Redox-Flow-Batterien oder Power-To-Gas. Und auch die Akkus der wachsenden Anzahl an Elektroautos können einen Gewissen Speicher bereitstellen.
Zu guter Letzt besteht noch die Möglichkeit des flexiblen Verbrauchs. So ist es etwa denkbar, energieaufwändige Prozesse ausreichend flexibler Industriesparten in Zeiten eines Stromüberangebotes zu verlegen. Elektrische Nachtspeicheröfen funktionieren schon länger nach diesem Prinzip. Sie heizen sich nachts auf, wenn allgemein wenig Strom verbraucht wird und erhalten dafür einen günstigeren Tarif.
Ein weiterer wichtiger Teil der Sektorenkopplung ist die Effizienzsteigerung durch möglichst vollständige Nutzung aller erzeugten Energie. Insbesondere ist hier die Abwärmenutzung zu nennen. So können zum Beispiel mit der Abwärme einer Biogasanlage Wohnhäuser in der Umgebung beheizt werden oder man verwendet sie für industrielle Prozesse. Dadurch kann der Gesamtwirkungsgrad solcher Anlagen deutlich erhöht werden.