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H2

Sektorkopplung

2020 wurden europaweit bereits 38% des Stromes aus erneuerbaren Energien gewonnen.

Die Sektoren Wärme und Verkehr stoßen weiterhin riesige Mengen an Treibhausgasen in die Atmosphäre. Hier steht die regenerative Energiegewinnung noch ganz am Anfang

Power to x

Dennoch gibt es eine Lösung, um alle drei Sektoren Strom, Wärme und Verkehr vollständig auf erneuerbare Energie umzustellen: Sektorenkopplung
Sektorenkopplung bedeutet, dass die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr miteinander verbunden sind. Die Energie wird hierbei hauptsächlich im Stromsektor gewonnen und an die anderen Sektoren verteilt. Die Technologien tragen auch gleichzeitig dazu bei, die CO2 – Emissionen deutlich zu senken.

Die Nutzung von Strom zur Wärmeerzeugung nennt sich Power to Heat (PtH).

Eine der größten PtH Anlagen Deutschlands wurde 2018 in Hamburg in Betreib genommen. Sie nimmt Strom auf, wenn z.B. durch starken Wind an der Nordsee ein Überangebot an Strom vorhanden ist und kann damit 13.500 Wohneinheiten bei Bedarf mit Wärme versorgen. (NEW Projekt)

Power
to Heat
Windstrom kann dann genutzt werden, um Wasser zu erwärmen, das dann in das Fernwärmenetz eingespeist wird. „Das funktioniert im Prinzip wie ein riesiger Durchlauferhitzer“
heat
Bei dem Power to Liquid (PtL) Verfahren wird Strom dafür eingesetzt, einen Kraftstoff herzustellen. Dieser kann genau wie konventionelle Kraftstoffe von Verbrennungsmotoren verwendet werden. Trotzdem ist er CO2 neutral! mit Wärme versorgen. (NEW Projekt)

Power
to Liquid

E-Mobilität
Eine weitere Möglichkeit den Verkehrssektor mit regenerativen Strom zu versorgen ist die E-Mobilität. (Allerdings viele Probleme bzgl. der Batterie etc., siehe…)

Selbst bei intelligenter Stromnutzung, kann der Stromverbrauch nicht zu 100% an die stark schwankende Stromerzeugung angepasst werden. Deshalb muss es möglich sein, einen Teil der Energie zu speichern und später zu verwenden.

Selbst bei intelligenter Stromnutzung, kann der Stromverbrauch nicht zu 100% an die stark schwankende Stromerzeugung angepasst werden. Deshalb muss es möglich sein, einen Teil der Energie zu speichern und später zu verwenden.
Bei der Speicherung gibt es viele Herausforderungen, aber auch ein umsetzbares Konzept. Es nennt sich Power to Gas.

Power
to Gas
Bei der Elektrolyse, dem Aufspalten von Wasser (H2O) in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2), wird Strom verwendet, um Wasserstoff zu erhalten.

Dieser kann in Gasspeichern gelagert und bei Bedarf verwendet werden. Der größte Erdgasspeicher Deutschlands, könnte als H2 Speicher das Land zwei Wochen mit Energie versorgen (Quelle!)

Aus Wasserstoff kann man wiederum Strom erzeugen, Heizen oder Kraftstoffe herstellen.

Bei jeder Energieumwandlung geht allerdings nutzbare Energie „verloren“.
Wird Strom beispielsweise für die Erzeugung von Wasserstoff eingesetzt und aus diesem Wasserstoff zu einem späteren Zeitpunkt wieder Strom erzeugt, bleibt nur noch etwa die Hälfte des Anfangsstromes übrig.
mit Wärme versorgen.
Energie
verlust
Ausserdem ist die Speicherkapazität auf die Anzahl und Größe der Gasspeicher begrenzt.
Strom sollte also möglichst direkt verwendet werden.
Durch intelligente Nutzung des Stromes und die H2-Speicherung, löst die Sektorenkopplung nicht nur die problematische Energieerzeugung in den Sektoren Wärme und Verkehr, sondern auch das Problem der Schwankungen in der Stromerzeugung durch erneuerbaren Energien.