Für die Energiewende spielen Sektorenkopplung, grüner Wasserstoff und Batteriespeichersysteme eine entscheidende Rolle (Quelle: Shutterstock / petrmalinak, Phoenix Contact).
Klimawandel und Bevölkerungswachstum stellen die Welt vor eine drängende Frage: Wie kann man steigenden Energieverbrauch zulassen und trotzdem das Klima schützen? Aus technischer Sicht gibt es auf beide Fragen nur eine Antwort: das Zukunftsbild einer All Electric Society.
Diese Vision beschreibt eine sich nachhaltig entwickelnde Welt, in der bezahlbare Energie überall und jederzeit in ausreichendem Maße zur Verfügung steht, sei es für private Bedürfnisse, wirtschaftliche Zwecke oder zum Nutzen der Gesellschaft. Bei Phoenix Contact hat man sich diese Vision als Ziel für die laufende Dekade gesteckt.
Statt aus fossilen Rohstoffen wie Öl, Gas und Kohle, die nur begrenzt und teils unter geopolitischen Abhängigkeiten verfügbar sind, wird diese Energie klimaneutral komplett aus regenerativen Quellen gewonnen: aus der Kraft von Sonne, Wind und Wasser. Allein das Potenzial der Photovoltaik ist laut Forschern der Oregon State University [1] groß genug, um mit Solartechnik auf heutigem Stand auf nicht einmal einem Prozent der Landfläche der Erde auch in Zukunft den gesamten Weltenergiebedarf zu decken.
Doch bis die vollständige Energiewende und das Ziel der All Electric Society erreicht sind, ist es noch ein weiter Weg. An dessen Anfang stehen der massive Ausbau erneuerbarer Energien und der technologische Ansatz der Sektorenkopplung.
Sektorenkopplung
Die Basis der Sektorenkopplung ist die umfassende Elektrifizierung, Vernetzung und Automatisierung aller relevanten Lebens- und Wirtschaftsbereiche, also von Industrie, Energie, Mobilität, Infrastruktur und Gebäuden. Diese Sektoren wurden lange Zeit getrennt betrachtet und weitgehend unabhängig voneinander organisiert. In der All Electric Society sind sie zu einem sich selbst steuernden System vernetzt, die Sektoren selbst intelligent automatisiert. Sie erkennen nicht nur eigene Bedarfe, sondern reagieren auch auf die der angrenzenden Bereiche. Das Ergebnis: Effizienzgewinne und Energieeinsparungen durch optimales Ausbalancieren aller Energieverbraucher, Erzeuger und Speicher (Abb. 1)
Bereitstehende Energie kann dynamisch überall dort eingesetzt werden, wo sie aktuell gebraucht wird. Überschüssige Energie lässt sich speichern und zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt bedarfsorientiert nutzen. Steuerbare Verbraucher tragen zudem zum Ausbalancieren der Netze und zur effizienten Nutzung der volatilen regenerativen Energien bei.
Das heißt: Egal, wie stark der Wind weht und die Sonne scheint: Erzeugungs- und Lastspitzen lassen sich durch die Sektorenkopplung glätten, Stabilität und Verfügbarkeit der Energieversorgung werden ohne immense Überkapazitäten möglich. Ein wichtiges Bindeglied stellen dabei Energiespeichersysteme dar. Sie sind ein Kernelement der Sektorenkopplung.