Kapitel 1
Welche Bedeutung hatSektorenkopplung für die Energiewende?
Die Welt wird wärmer. Der Einfluss des Menschen hat das Klima auf der Erde in den vergangenen 150 Jahren in einem Maße erwärmt wie noch nie zuvor in der jüngeren Geschichte unseres Planeten.
Die Welt wird wärmer. Der Einfluss des Menschen hat das Klima auf der Erde in den vergangenen 150 Jahren in einem Maße erwärmt wie noch nie zuvor in der jüngeren Geschichte unseres Planeten.
Was sind die Ursachen?Die wichtigste Ursache für die Klimaerhitzung ist unsere Energieversorgung.
Denn bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Erdgas wird das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) frei, teilweise auch Methan (CH4).
195 Staatender Welt haben daher im sogenannten
Pariser Klimaabkommen im Jahr 2015 vereinbart, den weltweiten Temperaturanstieg auf deutlich unter zwei Grad Celsius zu begrenzen, auch Deutschland.
Das aktuelle Klimaschutzgesetz des Bundes sieht vor, dass Deutschland bis 2045 klimaneutral wird. Die bisherigen Anstrengungen reichen dafür jedoch nicht aus. Setzt sich der Trend fort, wird Deutschland seine Klimaziele weit verfehlen!
Das aktuelle Klimaschutzgesetz des Bundes sieht vor, dass Deutschland bis 2045 klimaneutral wird. Die bisherigen Anstrengungen reichen dafür jedoch nicht aus. Setzt sich der Trend fort, wird Deutschland seine Klimaziele weit verfehlen!
Wie viel decken die Erneuerbaren ab?
Wie viel decken die Erneuerbaren ab?
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Der Energieverbrauch muss daher schnell sinken und der verbleibende
Energiebedarf vollständig durch Erneuerbare Energien gedeckt werden.
Während im Bereich der Stromerzeugung in den vergangenen Jahren recht gute Fortschritte erreicht worden sind, reicht der Ausbau der Erneuerbaren Energien für die Versorgung mit Wärme und Kraftstoffen im Verkehr bei Weitem nicht aus.
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Während im Bereich der Stromerzeugung in den vergangenen Jahren recht gute Fortschritte erreicht worden sind, reicht der Ausbau der Erneuerbaren Energien für die Versorgung mit Wärme und Kraftstoffen im Verkehr bei Weitem nicht aus.
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Um alle fossilen Brennstoffe zu ersetzen, muss auch für Verkehr und Wärme in großem Umfang Strom aus Erneuerbaren Energien genutzt werden. Vor allem die Potenziale von Sonnen- und Windenergie müssen dazu noch viel stärker erschlossen werden als bisher.
Um alle fossilen Brennstoffe zu ersetzen, muss auch für Verkehr und Wärme in großem Umfang Strom aus Erneuerbaren Energien genutzt werden. Vor allem die Potenziale von Sonnen- und Windenergie müssen dazu noch viel stärker erschlossen werden als bisher.
Das bedeutet,dass die Stromerzeugung zunehmenden natürlichen Schwankungen unterliegt.
In Stunden mit viel Sonne und Wind kommt es daher dazu, dass das Angebot an Strom die Nachfrage übersteigt.
Ohne flexible, neue Verbraucher müssten Wind- und Solarstromanlagen immer öfter abgeregelt werden, um das Stromnetz stabil zu halten. Hier kommt die Sektorenkopplung ins Spiel.
Ohne flexible, neue Verbraucher müssten Wind- und Solarstromanlagen immer öfter abgeregelt werden, um das Stromnetz stabil zu halten. Hier kommt die Sektorenkopplung ins Spiel.
Als Sektorenkopplung wird die zunehmende Verzahnung der verschiedenen Energiesektoren bezeichnet.
Wärme aus Strom
Wärme aus Strom
1. Bislang wird die Wärme aus Erneuerbaren Energien von der Bioenergie dominiert. Doch Biomasse wie Holz ist nur begrenzt nachhaltig verfügbar.
2. Technologien wie Wärmepumpen und Power-to-Heat helfen indes, Strom aus Erneuerbaren Energien stärker im Wärmesektor nutzbar zu machen.
3. Da sich Wärme gut speichern lässt – viel einfacher als Strom – leistet der Wärmesektor im künftigen Energiesystem einen wichtigen Beitrag für den Ausgleich zwischen Stromerzeugung und -verbrauch.
4. Ein zeitweiliges Überangebot an Strom aus Solar- und Windenergie kann als klimafreundliche Wärme genutzt werden.
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1. Bislang wird die Wärme aus Erneuerbaren Energien von der Bioenergie dominiert. Doch Biomasse wie Holz ist nur begrenzt nachhaltig verfügbar.
2. Technologien wie Wärmepumpen und Power-to-Heat helfen indes, Strom aus Erneuerbaren Energien stärker im Wärmesektor nutzbar zu machen.
3. Da sich Wärme gut speichern lässt – viel einfacher als Strom – leistet der Wärmesektor im künftigen Energiesystem einen wichtigen Beitrag für den Ausgleich zwischen Stromerzeugung und -verbrauch.
4. Ein zeitweiliges Überangebot an Strom aus Solar- und Windenergie kann als klimafreundliche Wärme genutzt werden.
Elektrische Wärmepumpen gelten als Schlüsseltechnologie für die Integration von Strom aus Erneuerbaren Energien in den Wärmesektor.
Elektrische Wärmepumpen gelten als Schlüsseltechnologie für die Integration von Strom aus Erneuerbaren Energien in den Wärmesektor.
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Kleine Wärmepumpen sind heute schon verbreitet in Wohngebäuden als Heizung im Einsatz. Sie nutzen die Umgebungswärme von Luft, Grundwasser oder Erdreich und arbeiten dabei nach dem umgekehrten Prinzip wie ein Kühlschrank. Am effizientesten arbeiten Wärmepumpen in gut gedämmten Gebäuden mit einer Fußboden- oder anderen Flächenheizung.
Je geringer die Vorlauftemperatur der Heizung ist, desto höher ist die Wärmeausbeute im Verhältnis zum Stromverbrauch der Wärmepumpe. Moderne, leistungsstarke Wärmepumpen können jedoch auch Wärme für ältere und größere Gebäude mit höherem Wärmebedarf liefern.
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Je geringer die Vorlauftemperatur der Heizung ist, desto höher ist die Wärmeausbeute im Verhältnis zum Stromverbrauch der Wärmepumpe. Moderne, leistungsstarke Wärmepumpen können jedoch auch Wärme für ältere und größere Gebäude mit höherem Wärmebedarf liefern.
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Power-to-Heat
Power-to-Heat
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Wenn Wind- oder Solarstromanlagen zeitweise so viel Strom produzieren, dass sie mangels Abnehmer oder wegen Netzengpässen abgeregelt werden müssten, können sogenannte Power-to-Heat-Anlagen das Überangebot in Wärme umwandeln.
Dabei kommen einfache Heizstäbe oder Elektrokessel zum Einsatz, die ähnlich wie ein Wasserkocher arbeiten. Mithilfe einer entsprechenden Steuerung und der Einbindung in ein Wärmeversorgungssystem mit einem Wärmespeicher sowie weiteren Wärmequellen wie Wärmepumpen, Bioenergie oder Solarthermie können sie gezielt zeitweilige Stromüberschüsse nutzen.
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Dabei kommen einfache Heizstäbe oder Elektrokessel zum Einsatz, die ähnlich wie ein Wasserkocher arbeiten. Mithilfe einer entsprechenden Steuerung und der Einbindung in ein Wärmeversorgungssystem mit einem Wärmespeicher sowie weiteren Wärmequellen wie Wärmepumpen, Bioenergie oder Solarthermie können sie gezielt zeitweilige Stromüberschüsse nutzen.
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Strom für den Verkehr
1. Im Verkehr sind Erneuerbare Energien bislang eine Randerscheinung. Unter zehn Prozent des Endenergieverbrauchs im deutschen Verkehrssektor sind erneuerbar.
2. Überwiegend sind das Biokraftstoffe, die dem Benzin und Diesel beigemischt werden.
3. Die Elektromobilität eröffnet hier einen großen Spielraum für den Klimaschutz. Das gilt für Autos, Busse und Lkw, aber natürlich auch für Schienenfahrzeuge und Fahrräder. Gerade mal etwas mehr als 60 Prozent der Bahnstrecken in Deutschland sind elektrifiziert*. Für kleine Nebenstrecken wird sich das auch nicht ändern. Hier bieten Batterien oder Wasserstoff eine Alternative zum Dieselantrieb.
* de.wikipedia.org
* de.wikipedia.org
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1. Im Verkehr sind Erneuerbare Energien bislang eine Randerscheinung. Unter zehn Prozent des Endenergieverbrauchs im deutschen Verkehrssektor sind erneuerbar.
2. Überwiegend sind das Biokraftstoffe, die dem Benzin und Diesel beigemischt werden.
3. Die Elektromobilität eröffnet hier einen großen Spielraum für den Klimaschutz. Das gilt für Autos, Busse und Lkw, aber natürlich auch für Schienenfahrzeuge und Fahrräder. Gerade mal etwas mehr als 60 Prozent der Bahnstrecken in Deutschland sind elektrifiziert*. Für kleine Nebenstrecken wird sich das auch nicht ändern. Hier bieten Batterien oder Wasserstoff eine Alternative zum Dieselantrieb.
* de.wikipedia.org
Im Idealfallwerden kurze Wege zu Fuß oder mit dem Fahrrad zurückgelegt.
Für etwas längere Wege spielen E-Bikes eine zunehmende Rolle. Daneben ist die stärkere Nutzung von Strom aus Erneuerbaren Energien in Pkw und leichten Nutzfahrzeugen für den Klimaschutz unerlässlich.
Die Elektromobilität ist dabei ein wesentlicher Treiber in der Entwicklung für den Batteriesektor.
Die Elektromobilität ist dabei ein wesentlicher Treiber in der Entwicklung für den Batteriesektor.
Die Elektromobilitäteröffnet dabei für Stromanbieter wie Stadtwerke neue Geschäftsfelder.
Sie können zum Beispiel eine eigene Ladeinfrastruktur betreiben und den von ihnen erzeugten Strom verkaufen. Dazu gehört es auch, das Laden der Batterien so zu steuern, dass es vorrangig in Zeiten eines hohen Angebots an Strom aus Wind oder Sonne stattfindet, um die Netze zu entlasten.
Dabei muss der Blick nicht auf Elektroautos von Privathaushalten oder Unternehmen beschränkt bleiben. Vielmehr können Stadtwerke auch Carsharing und andere E-Fahrzeuge wie E-Scooter einbinden, womit sie zu lokalen Mobilitätsdienstleistern werden können.
Dabei muss der Blick nicht auf Elektroautos von Privathaushalten oder Unternehmen beschränkt bleiben. Vielmehr können Stadtwerke auch Carsharing und andere E-Fahrzeuge wie E-Scooter einbinden, womit sie zu lokalen Mobilitätsdienstleistern werden können.
P-t-G + P-t-L
Power-to-Gas & Power-to-LiquidIn einigen Anwendungsbereichen stößt die direkte Nutzung von Strom für Wärme oder Verkehr an Grenzen.
Für industrielle Prozesse können Temperaturen von 1.000 Grad Celsius und mehr nötig sein, die weder per Wärmepumpe noch durch Power-to-Heat-Anlagen erreicht werden. Auch sind die Möglichkeiten für batterieelektrische Antriebe bei Flugzeugen und im Schiffsverkehr sehr eingeschränkt. Hier können künftig synthetische Brenn- und Kraftstoffe helfen, die mit Hilfe von Strom hergestellt werden. Dazu gehören synthetisches Gas wie Wasserstoff und Methan (Power-to-Gas) und E-Fuels wie Methanol (Power-to-Liquid).
Flexible Stromerzeugung
Für eine flexible Stromversorgung
Durch die Sektorenkopplung profitieren nicht nur der Wärme- und Verkehrssektor vom Strom aus Wind und Sonne. Auch das Stromsystem benötigt die Flexibilität, die durch das Zusammenspiel mit dem Wärme- und Verkehrssektor gewonnen wird. Mit entsprechenden Technologien können Verbraucher gesteuert werden. Die Sektorenkopplung ermöglicht auch die Speicherung von Energie für Situationen, in denen die erneuerbare Erzeugung geringer ist als der Strombedarf. Synthetische Brennstoffe auf Basis von Strom können im Gasnetz gespeichert und für verschiedene Sektoren genutzt werden.
Was nun getan werden muss:
Kapitel 2 - Wärme aus Strom
Kapitel 3 - Mobilität aus Strom
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Sektorenkopplung für die Energiewende?
Die Welt
Was sind die Ursachen?
195 Staaten
Wie viel decken die Erneuerbaren ab?
animation 2
Das bedeutet,
SeKo 1
Wärme aus Strom
Wärme aus Strom Mosaik
Das Dollnsteiner Nahwärmenetz
Power-to-Heat
Strom für den Verkehr
Mobilität aus Strom
Im Idealfall
animation speicher
Die Elektromobilität
Power-to-Gas & Power-to-Liquid
Grafik Energiewende
Stromversorgung
Was nun getan werden muss:
Was nun getan werden muss - Mosaik
Diese Visual Story ist im Rahmen des Projekts FORUMS SYNERGIEWENDE entstanden