Zukunft Sektorenkopplung: Was heißt das eigentlich?

Es gibt viele Sichtweisen auf die Sektorenkopplung, die das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Fraunhofer ISE) hier zusammengetragen hat. Für diesen Ratgeber definieren wir die Sektorenkopplung folgendermaßen:

Sektorenkopplung ist die ganzheitliche Verknüpfung verschiedener Energiesektoren und Verbraucher durch erneuerbare Energien. 

Das bedeutet, dass du die einzelnen Systeme nicht separat angehst, sondern als Teil eines vollumfänglichen Energiekonzeptes im Zeichen der Energiewende siehst: von der Photovoltaik auf dem Dach und dem Speicher im Keller über die Heizung und Warmwasser via Wärmepumpe und Heizstab bis zur Wallbox für das E-Auto. Ein Energiemanagementsystem, das die Energienutzung verwaltet und optimiert, rundet das Sektorenkopplungs-Paket ab.

Die Sektorenkopplung bietet viele Vorteile. Sowohl für die Endkunden*innen…

• Sie ermöglicht hohe Einsparpotenziale, indem sie den Eigenverbrauch beim Solarstrom maximiert.
• Sie erhöht den Autarkiegrad eines Haushalts deutlich und macht ihn unabhängiger von einem zusehends unbeständigeren Energiemarkt.

… als auch für die Gesellschaft als Ganzes:

• Jede kWh aus erneuerbaren Quellen spart CO₂ und verlangsamt so den Klimawandel.
• Erhöhter Eigenverbrauch schont die Netze und spart öffentliche Mittel beim Netzausbau.

Diese Vorteile sind bei vollumfänglicher Sektorenkopplung am größten, wenn ein Haushalt die Energie der eigenen PV-Anlage für Strom, Wärme und Mobilität nutzt. Aber schon die Verknüpfung einzelner Energiesektoren, beispielsweise durch eine solarbetriebene Wärmepumpe, hat erheblichen Einfluss auf die Energieeffizienz. 

Der Löwenanteil an Energie geht also in die Klimatisierung. In Deutschland nutzen wir dafür vor allem fossile Energieträger wie Erdgas und Erdöl. An diesem Punkt setzt die Sektorenkopplung an: Wenn Strom aus erneuerbaren Energien Heizenergie erzeugt, sinkt der Anteil von CO2-intensiven Energieträgern im Energiemix. Das geht am einfachsten, indem du zusätzlich zur Photovoltaik-Anlage auf dem Dach direkt eine Wärmepumpe oder einen Heizstab installierst. So nutzt der Haushalt – zusammen mit einem Stromspeicher für überschüssige Energie – mehr PV-Strom selbst. Dadurch spart er den Strom, den er statt aus dem Netz aus der eigenen Solaranlage bezieht, und reduziert den Gas- bzw. Ölverbrauch auf 0.

Mehr eigenen Strom zu nutzen hat zusätzlich den Vorteil, dass weniger Netzentgelte fällig werden. Zusammen mit dem Rollout von Smart Metern und dynamischen Stromtarifen ab 2025 ergibt das viele Möglichkeiten, Kosten zu sparen.

Im nächsten Teil demonstrieren wir die Effizienz eines sektorengekoppelten Hauses an einem konkreten Beispiel.

Für unser Beispiel nehmen wir ein durchschnittliches Einfamilienhaus in Deutschland an. Der 4-Personen-Haushalt verbraucht 4.000 kWh Energie im Jahr. Die bestehende Solaranlage auf dem Dach liefert 10 kWp, der Speicher hat eine Kapazität von 8 kWh. In diesem Szenario gibt es keine Sektorenkopplung: Der Haushalt nutzt die elektrische Energie nur für den Haushaltsstrom. Fast 65 % des Stroms aus den Solarmodulen gehen ins Netz, die Gasheizung erzeugt weiter CO₂.

Falls dein*e Kunde*in anders als unser Beispielhaushalt noch keine Photovoltaik auf dem Dach hat, ermittelst du mit dem Memodo Autarkierechner schnell und einfach die wichtigsten Kennzahlen für die Anlage.

Wenn du eine Neuinstallation planst, solltest du die Sektorenkopplung immer mitdenken – selbst, wenn du erst einmal nur eine Wallbox oder eine Photovoltaik-Anlage installierst. Denn wenn du andere Sektoren direkt mit in die Planung einbeziehst, stellst du sicher, dass du später noch andere Verbraucher wie z.B. eine Wärmepumpe nachrüsten kannst. Dabei solltest du vor allem zwei Aspekte beachten: Die Kapazität und die Kompatibilität.

Bei der Kapazität geht es einmal um die Leistung, zum anderen auch um die physischen Gegebenheiten vor Ort:

• Liefert die PV-Anlage genug Leistung, um Verbraucher zu unterstützen, die später dazukommen?
• Bietet das Haus genug Platz, um die Module und den Speicher zu erweitern bzw. neue Verbraucher (z.B. Wallbox oder Wärmepumpe) zu installieren?

Dann musst du die richtigen Komponenten auswählen. Beim Zusammenstellen solltest du genau beachten, dass die unterschiedlichen Bestandteile gut miteinander kooperieren, damit das System die Energie möglichst smart nutzt. Hier gibt es zwei Wege:

Für Systeme, in denen du Komponenten verschiedener Hersteller mischst, gibt es herstellerunabhängige Energiemanagementsysteme. Diese steuern die einzelnen Verbraucher smart. Man kann sagen: Wenn der Wechselrichter das Herz des Systems ist, ist das (H)EMS sein Gehirn. Dieser Vergleich aktueller Energiemanagementsysteme gibt dir einen detaillierten Überblick: Energiemanagementsysteme bei Memodo.

Wer sich mit erneuerbaren Energien beschäftigt, kommt an der Sektorenkopplung nicht vorbei. Bei steigenden Energiepreisen für Strom und Heizung wird es immer wichtiger, den selbst erzeugten Strom möglichst effizient zu nutzen. Die Sektorenkopplung ist für die nachhaltige Energiewende unverzichtbar.

• Die Sektorenkopplung ist essenziell für die Energiewende. Sie verbindet Photovoltaik, Wärmepumpen und E-Mobilität zu einem effizienten Ganzen.
• Die Sektorenkopplung erhöht den Autarkiegrad eines Haushalts deutlich und spart Kosten, Energie und CO₂. 
• Bei der Systemplanung musst du die Sektorenkopplung mit einbeziehen. Dabei ist es wichtig, auf kompatible Komponenten zu achten. Memodo gibt dir die Werkzeuge dafür.