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Dokumentation einer Webkonferenz des „Forum Synergiewende“ am Donnerstag, 18. Juni 2020 und Freitag, 19. Juni 2020 von jeweils 10:00 bis 12 Uhr.


Sektorenkopplung stellt ein vielversprechendes Prinzip dar, um die Energiesektoren Strom, Wärme und Mobilität intelligent miteinander zu verbinden. Ziel ist es, den Einsatz Erneuerbarer Energien zu erhöhen und die Energieversorgung damit möglichst vollständig zu dekarbonisieren.

In Ostdeutschland bieten die Sektorenkopplung und der zugrundeliegende Ausbau der Erneuerbaren Energien eine große Chance für die lokale Wirtschaftsförderung und den Strukturwandel. Die Industrie kann von dem Einsatz der Power-to-X-Technologien profitieren, insbesondere durch den Einsatz von erneuerbarem Wasserstoff, da die industriellen Prozesse dadurch an die notwendige Treibhausgasneutralität angepasst werden können. Auch für die kommunalen Akteur*innen bieten sich vielfältige Möglichkeiten, beispielsweise durch den Betrieb von Erneuerbare Energien-Anlagen mit kommunaler Beteiligung und durch die nachhaltige Umstellung der Wärmeversorgung.

Donnerstag, 18. Juni 2020

Zusammenfassung des moderierten Gesprächs

 

Uwe Zischkale (Leiter Abteilung Energie, Klimaschutz, Nachhaltigkeit), Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Energie des Landes Sachsen-Anhalt

Dr. Nils Geißler (Leiter Abteilung Energie und Klimaschutz), Staatsministerium für Energie, Klimaschutz, Energie und Landwirtschaft Sachsen

Chancen und Hemmnisse der Sektorenkopplung in Sachsen-Anhalt
Uwe Zischkale aus Sachsen-Anhalt hob einleitend die Bedeutung der Landesförderprogramme und das Beratungsangebot der Landesenergieagentur Sachsen-Anhalt (LENA) für das Voranbringen der Sektorenkopplung hervor. Genannte Landesprogramme waren die Förderung von Stromspeicher für Photovoltaik-Dachanlagen sowie „Sachsen-Anhalt ENERGIE“, das auf Industrie und Mittelstand zielt. Charakteristisch für das Bundesland sei die Prägung durch den Braunkohle-Abbau und die starke Stellung der Chemieindustrie. Sachsen-Anhalt hat sich, wie Sachsen auch, das Ziel einer treibhausgasneutralen Kreislaufwirtschaft gesetzt. Dies impliziert, dass die Sektorenkopplung auch in der chemischen Industrie ankommen muss, die ihre Wettbewerbsfähigkeit durch den Einsatz grüner Energie weiter ausbauen kann.

Treiber für die Zielerreichung seien unter anderem die großen Fortschritte des Landes in den Bereichen der Forschung und industrieller Anwendung, der hohe Anteil an Erneuerbaren Energien an der Bruttostromerzeugung und das Potential der Tagebauflächen für den Erneuerbare Energien-Ausbau. Darüber hinaus spielen das existierende Wasserstoffnetz sowie die geologische Bedingung für die Wasserstoff-Speicherung in Salzkavernen eine wichtige Rolle. Letztere werde beispielsweise im Reallabor Energiepark Bad Lauchstädt getestet.

Des Weiteren wurde die Bedeutung von Wasserstoff für das Bundesland mit Verweis auf das Mitte Juni veröffentlichte gemeinsame Eckpunktepapier von Sachsen-Anhalt, Sachsen und Brandenburg zur Entwicklung der Wasserstofftechnologie unterstrichen. Beispielsweise wird zurzeit die Beimischung von Wasserstoff in existierende Gasnetze erforscht.

Ein Bereich mit großem Entwicklungspotential sei der Gebäudesektor. Hier plane das Land ein neues Förderprogramm für Kommunen bei der Umsetzung von Maßnahmen, insbesondere auch für die eigenen kommunalen Gebäude. Zudem erhofft sich das Land neue Impulse für die Bundesländer im Kontext des neuen Gebäudeenergiegesetzes (GEG), das Mitte Juni den Bundestag passierte.

Chancen und Hemmnisse der Sektorenkopplung in Sachsen
Dr. Nils Geißler aus Sachsen griff zunächst die Voraussetzung des EE-Ausbaus für die Sektorenkopplung auf und konstatierte einen beinahen Stillstand beim Zubau neuer Windkraftanlagen im Land. Grund für den Stillstand seien die Akzeptanzprobleme vor Ort. Dies stehe im Spannungsverhältnis zu der allgemeinen Offenheit in Sachsen, sich mit Energiethemen zu beschäftigen und zukunftsgewandte Technologien zu finden. In diesem Zusammenhang wurden auf die Möglichkeiten der Umwidmungen von ehemaligen Tagebauflächen zu Standorten von neuen Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen hingewiesen.

Hinsichtlich des Alleinstellungsmerkmals des Landes in Bezug auf die Sektorenkopplung wurde die starke angewandte Forschung mit Clustern und Verbünden genannt, die eine Verzahnung mit Unternehmen und Agenturen – teils staatlich, teils privat – ermöglicht, ergänzt durch staatliche Impulse. Auch die Entwicklung von Wasserstoff-Technologien spiele für Sachsen eine große Rolle.
Der Bereich mit dem größten Nachholbedarf sei der Gebäudesektor.

Akzeptanz für den Ausbau EE-Anlagen erhöhen

Auch in Sachsen-Anhalt existieren Akzeptanzprobleme hinsichtlich des Ausbaus von Windkraftanlagen. Eine mögliche Lösung dafür sei die finanzielle kommunale Beteiligung. Hier unterstütze die LENA und weitere ehrenamtliche Vereine mithilfe von Kommunikationsarbeit.

Auch Sachsen bewertete die finanzielle Beteiligung von Kommunen als positiv für die Entwicklung des Ausbaus Erneuerbarer Energien. Das Land unterstütze die Akzeptanzerhöhung für den Ausbau Erneuerbarer Energien mithilfe der Sächsischen Energieagentur (SAENA) und einer Beratungsstelle zum Thema EE. Durch den Austausch mit den Bürger*innen würde nicht nur die Bedeutung des nötigen Zubaus der EE-Anlagen für den Klimaschutz vermittelt, sondern insbesondere auch für die kommunale Wertschöpfung.

Vortrag „Kommunale Wertschöpfung durch Erneuerbare Energien und Sektorenkopplung“ – Katharina Heinbach, Institut für ökologische Wirtschaftsforschung GmbH

Katharina Heinbach vom Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) referierte zum Thema der kommunalen Wertschöpfung durch Erneuerbare Energien und Sektorenkopplung und präsentierte diesbezüglich Ergebnisse aus eigenen Studien in den Tagebauregionen Lausitzer und Mitteldeutsches Revier. Im direkten Vergleich beider Tagebauregionen wurde deutlich, dass unterschiedliche Potentiale für den Ausbau von Windkraft und Photovoltaik und Sektorenkopplungs-Technologien vorhanden sind.

Die regionale Wertschöpfung berechnet das IÖW in ihren Modellen anhand der Summe dreier Bestandteile: kommunale Steuern, Gewinne nach Steuern von regionalen Unternehmen/ Gesellschafter*innen und Nettoeinkommen von Beschäftigten in der Region. In diesem Zusammenhang betonte Katharina Heinbach die zentrale Frage zur Ermittlung der Wertschöpfung, welche sich darauf bezieht, welche regionalen Akteur*innen im betrachteten Gebiet in welchem Umfang an den verschiedenen Wertschöpfungsschritten beteiligt sind. Um regionalökonomische Potentiale zu erschließen, sei eine größtmögliche finanzielle Beteiligung von Bürger*innen, Unternehmen, Kommunen aus der Region an der Investition nötig.

Potentiale anhand der Wertschöpfungskette von EE und Sektorenkopplung ergeben sich insbesondere in den Bereichen Forschung und Entwicklung, Herstellung von Technologien, Planung und Installation, Betrieb und Wartung, Speicherung und Verteilung sowie Handel und Vertrieb. Um die Akzeptanz von EE-Anlagen zu erhöhen, wurde Beteiligung genannt – einerseits finanziell, als auch am Prozess. Zentrale Voraussetzungen für die Sektorenkopplung sieht das IÖW in der Erschließung der Potentiale bezüglich der Wirtschaftlichkeit der Verfahren und damit zusammenhängend eine Anpassung der regulatorischen Rahmenbedingungen.
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Vortrag „Erneuerbare Energien und Sektorenkopplung in Sachsen-Anhalt“ – Thomas Micka, Landesenergieagentur Sachsen-Anhalt GmbH (LENA)

Thomas Micka von der LENA griff die aktuelle Lage in Sachsen-Anhalt bezüglich der EE auf, stellte in seinem Vortrag die Arbeit seiner Agentur und erste Praxisbeispiele im Land vor und benannte Erfolgsfaktoren für die Sektorenkopplung im Kontext der Transformation des Energiesystems. Bezüglich der EE kann festgestellt werden, dass bereits 53 Prozent der Bruttostromerzeugung in Sachsen-Anhalt auf Basis von den Erneuerbaren erfolgt. Knapp 63 Prozent entfallen davon auf die Windkraft.

Die Präsentation von vier Praxisbeispielen illustrierte, wie Sektorenkopplungs-Technologien in Sachsen-Anhalt bereits Anwendung finden. Vorgestellt wurden die Energieregion Staßfurt, Energieregion Ostharz, die Forschung & Entwicklung zur „Unitäre reversible Brennstoffzelle“ und die Kälteversorgung am Klinikum in Magdeburg.

Die wichtigsten Treiber für die Sektorenkopplung sieht die Landesenergieagentur in dem Ausbau von EE, in der Steigerung der Energieeffizienz und in der Regionalität der Stadtwerke und Netzbetreiber. Darüber hinaus werden der Einsatz saisonaler Speicher, die Anpassung der Gesetze und Verordnungen sowie der Bereich Forschung und Entwicklung grundlegend wichtig sein.
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Freitag, 19. Juni 2020

Best Practice 1: Power-to-Heat Nechlin (Brandenburg) – Simon Müller, ENERTRAG

Simon Müller von ENERTRAG stellte die Power-to-Heat-Anlage in Nechlin vor, die Anfang 2020 in Betrieb genommen wurde. Die Anlage mit ihrem Wasserspeicher verfolgt das Ziel, Strom, der sonst abgeregelt werden müsste, für die Wärmeerzeugung des Dorfes einzusetzen. Der Speicher deckt Volllaststunden von 200 bis 300 Stunden und umfasst eine Kapazität von 1 Mio. Liter Wasser.

Insgesamt speisen 17 Windenergieanlagen Strom in die Power-to-Heat-Anlage ein, in der das Wasser mithilfe des erneuerbaren Stroms auf 93 Grad erhitzt wird. Der Wärmespeicher, der in das existierende Nahwärmenetz eingebunden wurde, versorgt Nechlin mit rund 100 Einwohner*innen und etwa 700.000 Kilowattstunden Heizbedarf fast vollständig. Zudem kann der Speicher den Bedarf des Dorfes auch für einen Zeitraum von zwei Wochen ohne Windeinspeisung decken kann. Die Anlage benötigt dabei nur 1 Prozent der Winderzeugung in unmittelbarer Umgebung und spart eine jährliche Menge von 200 Tonnen an CO2 im Vergleich zu Ölheizungen ein.
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Best-Practice 2: „smood – smart neighborhood“ (Thüringen) – Sektorenkopplung in Wohnquartieren – Dr. Kersten Roselt, JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH und Jana Liebe, Thüringer Erneuerbare Energien Netzwerk (ThEEN) e.V.

Im Rahmen des Projekts „smood – smart neighborhood“, das Dr. Kersten Roselt vom JENA-GEOS®-Ingenieurbüro und Jana Liebe vom ThEEN präsentierten, nimmt das Quartier eine besondere Rolle ein. Der systemische Quartiersansatz umfasst dabei die Bereiche der energetischen Versorgung, Stadtplanung und Architektur sowie der Ökologie. Der Fokus liegt vor allem auf Bestandsquartiere mit großem Sanierungsstau und hoher Standardisierbarkeit, aber auch Neubau-Quartiere können entsprechend des Ansatzes umgesetzt werden.

Das Potential der CO2-Minderung dieses Ansatzes beträgt 38 bis 62 Prozent, der Selbstversorgungsgrad mit Erneuerbaren Energien liegt zwischen 30 und 100 Prozent und der Energiebedarf kann bei Bedarf um 30 bis 50 Prozent reduziert werden. Anreize für die Umsetzung des Quartieransatzes sind neben der Speicherung von Stromüberschüssen und Wärme in einen Quartiersspeicher, eine Wärmeversorgung, die günstiger oder gleich teuer wie eine Versorgung mit Gas ist sowie ein warmmietenneutraler energetischer Quartiersumbau.

Konkrete Vorhaben von smood sind eine drohnenbasierte Bestandserfassung und Bewertung der Quartiere, die Erschließung von Geothermie auf bebauter Fläche und die Nutzung des Untergrunds zur Speicherung der Wärme sowie die Installation eines Quartiersspeichers basierend auf einer Natrium-Nickelchlorid-Technologie. Die Steuerung soll mithilfe eines Gebäude- und Quartiers-Energie-Management-Systems erfolgen.
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HYPOS Hydrogen Power Storage & Solutions East Germany e.V. – Wasserstoff ist Wirtschaftskraft (Florian Thamm)

Das Konsortium HYPOS, das sich als langfristig angelegtes Netzwerk zur Erzeugung, Transport, Speicherung und Verwertung von grünem Wasserstoff versteht, verfolgt das Ziel, eine flächendeckende grüne Wasserstoffwirtschaft aufzubauen. Die Mission ist es, das Chemiestoffstromnetz, das Erdgasnetz und die elektrischen Netze in Ostdeutschland modellhaft zu verbinden. Dazu führt das Konsortium verschiedene Forschungs- und Entwicklungs-Projekte in den Bereichen chemische Umwandlung, Transport und Speicherung sowie Verwertung und Betrieb durch, die ausschnittsweise vorgestellt wurden.
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ABO Wind AG – Energieautarkes Bergwerk GSES (Dr. Thomas Nietsch)

In Sondershausen (Thüringen) wird ein energieautarkes Bergwerk geplant. Das hybride Energiesystem soll dabei aus Windkraftanlagen, Photovoltaik und einer HyGas-Anlage (Biogasanlage) bestehen und kann das Kalibergwerk mit EE energieautark versorgen. Überschüssiger Strom soll mithilfe eines Elektrolyseurs in Wasserstoff umgewandelt werden, der als Kraftstoff für den Bergwerk-Fuhrpark zum Einsatz kommt.
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Stiftung Umweltenergierecht– Rechtliche Rahmenbedingungen der Sektorenkopplung (Dr. Johannes Hilpert)

Im Rahmen des Impulses wurde deutlich, dass die Sektorenkopplung keinen geschlossenen Rechtsrahmen besitzt, sondern vielmehr durch eine Vielzahl an Einzelregelungen in verschiedenen Gesetzen geregelt ist. Der Strompreis spielt eine wichtige Rolle im Kontext der Sektorenkopplung. Die Strompreissituation für Sektorenkopplungs-Anwendungen ist unübersichtlich, komplex und vom jeweiligen Einzelfall abhängig, spezifische Privilegierungen für die Sektorenkopplung gibt es nicht. Es herrscht damit ein System von Ausnahmeregelungen.
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Greenpeace Energy – Windstrom zu Windgas – unverzichtbar als Langzeitspeicher und für Sektorkopplung (Michael Friedrich)

Greenpeace Energy engagiert sich für Windgas und lieferte einen Input, wieso sie dieses als unverzichtbaren Teil der Sektorenkopplung und Energiewende ansehen. Das Unternehmen bietet den Kund*innen einen Tarif mit Windgas an – ein Mischprodukt aus Erdgas und (derzeit kleinem) Windgas-Anteil. Windgas verfügt laut dem Unternehmen als einzige Speicheroption über die nötige Kapazität, um die deutsche Stromversorgung auch in einem vollständig erneuerbaren Energiesystem bis zu drei Monate aufrecht zu erhalten, selbst wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint.
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Lektürehinweise
Agentur für Erneuerbare Energien e.V. (2020): Akzeptanz in der Fläche, Protest im Lokalen? Studie zur Windenergie an Land, https://www.unendlich-viel-energie.de/mediathek/publikationen/akzeptanz-in-der-flaeche-protest-im-lokalen
Agentur für Erneuerbare Energien e.V. (2019): KOMM:MAG 2019. Das Jahresmagazin zu Erneuerbaren Energien in Kommunen, https://www.unendlich-viel-energie.de/mediathek/publikationen/kommmag-2019
Agentur für Erneuerbare Energien e.V. (2020) Bundesländer mit neuer Energie. Statusreport Föderal-Erneuerbar 2019/2020, https://www.unendlich-viel-energie.de/mediathek/publikationen/statusreport-foederal-erneuerbar-2019-2020

Foto: Maya Maceka/Unsplash

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