5.4 Sektorkopplung erleichtert die Integration erneuerbarer Energien

Warum macht Sektorkopplung auf Quartiersebene Sinn?

Quartiere sind aufgrund der Kleinräumigkeit wichtige Modelle für die Stadtplanung. In Bezug auf die Sektorkopplung bedeutet das, dass die überschaubare Größe von Quartieren bzw. Gebäudeverbünden die Möglichkeit bietet, eine funktionierende Sektorkopplung zu planen und umzusetzen (Dunkelberg, E.; Gährs, S.; Knoefel, J.; Weiß, J.; 2019). Besonders Plus-Energie-Quartiere können, wie bereits erwähnt, (Modell-)Bausteine im Transformationsprozess sein, weil sie wesentliche Elemente einer Stadt enthalten und dennoch überschaubar sind.

Es gibt keine feste Definition für den Begriff Sektorkopplung, weil es eine Unzahl möglicher Kombinationen gibt. Ziel muss es sein, vorhandene Strukturen auf möglichst kreative und effiziente Art in zukünftige erneuerbare Versorgungsstrukturen zu überführen und Angebotsüberschüsse und -senken ebenso zu nutzen wie ein optimiertes Lastmanagement auf der Bedarfsseite.

Besonders gut geht das, wenn unterschiedliche Nutzungsprofile gegeben sind, die sich ergänzen. Wohnnutzungen in Verbindung mit öffentlichen und gewerblichen Gebäuden, die ihre Lastspitzen zu unterschiedlichen Zeiten haben und diese durch eine integrale Regelung ausgleichen können. Sehr günstig kann z. B. Abwärme aus Produktionsprozessen genutzt werden. Das macht allerdings nur Sinn, wenn die Energiedichte so hoch ist, dass ein Wärmenetz wirtschaftlich ist. In dem Fall kann Wärme in größeren Speichern über mehrere Tage zwischengespeichert werden, um das Lastprofil möglichst optimal gestalten zu können.

In weniger verdichteten Quartieren wird es zukünftig möglicherweise nur noch kleinere Wärmeinseln bzw. kleinteilige Wärmenetze geben und der Verbund vorrangig auf dem elektrischen Netz beruhen, dessen Leitungen im Gegensatz zu Wärmeleitungen nur minimale Verluste aufweisen. Wärmebereitstellung erfolgt über Wärmepumpen mit hoher Arbeitszahl, die gebäudezentral, aber auch im Miniformat pro Wohnung eingesetzt werden können mit minimierten Anlagenverlusten. Als Langzeitspeicher wird zukünftig Wasserstoff eine große Bedeutung haben. Es bleibt abzuwarten, ob diese Technik zentral in Großanlagen am wirtschaftlichsten ist oder in Energiezentralen von Quartieren bis hin zu Kleinstaggregaten in Gebäuden. Dadurch kann Lastmanagement nicht nur über Tages- und Wochenzyklen optimiert werden, sondern über das ganze Jahr unter Berücksichtigung von Phasen mit geringen Erträgen.

Die Sektorkopplung hat auch „das Potenzial den Anteil der erneuerbaren Energien bei der Energieversorgung im Verkehrsbereich zu erhöhen und flexibler auf ein fluktuierendes Stromangebot zu reagieren; so können zum Beispiel Stromüberschüsse aus eigenen Solaranlagen für die Beladung von Quartiersflotten genutzt werden oder elektrisch betriebene Wärmepumpen bei Überschuss im internen oder öffentlichen Netz die Wärmespeicher erwärmen“ (Dunkelberg, E.; Gährs, S.; Knoefel, J.; Weiß, J.; 2019). Durch gemeinsame Sharing-Flotten kann überdies die Anzahl an Autos reduziert werden, deren Akkus können wiederum als elektrischer Quartiersspeicher genutzt werden und so noch mehr Flexibilität bieten.