- Trotz wachsender erneuerbarer Stromerzeugung fehlt es an Netzinfrastruktur und Flexibilität, was zu Abregelung und hohen Kosten führt. Eine mögliche Lösung: Bei der Sektorenkopplung wird Energie lokal gespeichert und in Wärme, Wasserstoff oder Mobilität genutzt.
- Praxisbeispiele aus Deutschland und Europa zeigen das Potenzial – etwa Abwärmenutzung, Wasserstoffprojekte oder Vehicle-to-Grid-Systeme.
- Kommunen und Projekte kämpfen häufig mit Finanzierung, Fachkräftemangel und technischen Hürden, was die Umsetzung verlangsamt.
- Insgesamt schreitet die Integration (zum Beispiel Elektrifizierung von Wärme, Verkehr, Industrie) zu langsam voran, obwohl sie entscheidend für den Erfolg der Energiewende ist.
Unweit des Elbufers im Hamburger Stadtteil Veddel wird Abwärme seit Ende 2025 zu einem Rohstoff der Wärmewende. Heißes Wasser, das bei der Kupferproduktion in einem Werk von Aurubis entsteht, fließt in einen Speicherturm und von dort in das 860 Kilometer lange Stadtnetz der Hamburger Energiewerke. Das Projekt ist in Deutschland in dieser Größenordnung bislang einmalig: Bis zu 20.000 Haushalte heizen dadurch klimaschonend, pro Jahr gelangen bis zu 100.000 Tonnen weniger CO₂ in die Atmosphäre.
Mit einer thermischen Leistung von 20 Megawatt und einer jährlichen Wärmemenge von rund 160 Gigawattstunden wird in Hamburg nicht nur Energie genutzt, die zuvor verpuffte – sie wird auch systemfähig gemacht. Der Speicher entkoppelt die kontinuierlich anfallende industrielle Abwärme zeitlich vom tatsächlichen Bedarf im Netz. So entsteht aus einem Nebenprodukt der Kupferproduktion ein Baustein der städtischen Energieversorgung.
Grüner Strom wird per Power-to-Gas in Wasserstoff umgewandelt
Was mit Abwärme funktioniert, kann freilich auch mit Strom aus erneuerbaren Quellen laufen. Das zeigt unter anderem das Reallabor Smartquart: In dessen Projekten in Bedburg, Essen und Kaisersesch werden Strom, Wärme, Mobilität und Industrie systemdienlich zusammengeführt. In Kaisersesch etwa entsteht gerade ein wasserstoffbasiertes Industriequartier, das einen Großteil der Wertschöpfungskette umfasst: Strom aus erneuerbaren Quellen wird per Power-to-Gas in Wasserstoff umgewandelt und gespeichert. Anschließend kommt das Grüngas in diversen Sektoren zum Einsatz. Abnehmer sind lokale Unternehmen wie Viessmann sowie ein auf Wasserstoff umgerüstetes Blockheizkraftwerk für das Nahwärmenetz. Perspektivisch soll eine Wasserstofftankstelle für den öffentlichen Nahverkehr hinzukommen.
Noch läuft das System allerdings nicht reibungslos. Zuletzt musste der grüne Wasserstoff per Trailer angeliefert werden, da der Elektrolyseur wegen technischer Probleme nicht in Betrieb genommen werden konnte. Gerade deshalb ist Kaisersesch ein aufschlussreicher Fall: Das Projekt zeigt einerseits, was sektorenübergreifend möglich ist, und andererseits, wie groß der Schritt von der Pilotanlage zum wirtschaftlich tragfähigen Regelbetrieb ist.
SektorenkopplungDie Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen.Die Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen. funktioniert bei dezentraler Energieerzeugung
In der oberfränkischen Gemeinde wird das seit geraumer Zeit praktiziert: Im Energiepark produziert Wun H₂ mit einem 8,75-Megawatt-Elektrolyseur aus Wind- und Solarstrom bis zu 1350 Tonnen grünen Wasserstoff pro Jahr, der vor allem für Mobilität und Industrie genutzt wird. Der Ansatz zielt darauf ab, Strom, Speicherung, Wasserstoff und lokale Nachfrage zusammenzuführen.
SektorenkopplungDie Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen.Die Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen. löst Netzproblem
SektorenkopplungDie Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen.Die Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen. wie in Wunsiedel könnte eines der gravierendsten Probleme der Energiewende lösen: den Engpass bei der Netzkapazität. Mit einem Anteil von 58,8 Prozent erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung hat Deutschland nach Angaben der Bundesnetzagentur 2025 zwar erneut einen Höchstwert erreicht. Die Erzeugung überholt aber zunehmend die Fähigkeit des Netzes, den vorhandenen Grünstrom aufzunehmen, zu transportieren und nutzbar zu machen. Allein im vergangenen Jahr mussten mithilfe von Redispatch-Maßnahmen rund 15,5 Terawattstunden Strom abgeregelt werden.
Die ökonomischen Folgen sind gravierend. Insgesamt beliefen sich die Kosten für das Netzengpassmanagement 2025 auf rund 3,1 Milliarden Euro. Darin enthalten sind Entschädigungen von rund 433 Millionen Euro für Betreiber erneuerbarer Anlagen, deren Strom nicht abgenommen werden konnte. Ein entscheidender Teil der Energiewende spielt sich damit nicht mehr nur im Bau neuer Anlagen ab, sondern im Management von Knappheit und Überfluss. Auch wenn der Ausbau der großen Nord-Süd-Stromtrassen voranschreitet und Projekte wie Südlink, Südostlink und Ultranet die strukturellen Engpässe beheben sollen: Selbst bei schnellen Genehmigungsverfahren werden die Leitungen erst in einigen Jahren vollständig in Betrieb gehen.
Kommunen sehen Finanzierung der SektorenkopplungDie Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen.Die Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen. als Hürde
Vor diesem Hintergrund wird kluge Systemintegration immer wichtiger. SektorenkopplungDie Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen.Die Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen. setzt genau hier an: Wenn überschüssiger Strom vor Ort in Wärme, Wasserstoff, industrielle Prozesse und Mobilitätsanwendungen überführt wird, muss er nicht abgeregelt werden. Zugleich entsteht ein flexibleres System, das besser auf Schwankungen reagieren kann – sowohl bei Überangebot in Phasen hoher Einspeisung als auch bei Unterdeckung in Zeiten geringerer Produktion erneuerbarer Energie.
Gefordert sind bei der Transformation auch die Kommunen. Ein gerade erschienener Handlungsleitfaden der Deutschen Umwelthilfe und der Agentur für Erneuerbare Energien in Berlin liefert dazu einen Realitätscheck. SektorenkopplungDie Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen.Die Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen., heißt es darin, könne helfen, Abregelung von Wind- und Solarenergieanlagen sowie Überlastungen des Netzes zu vermeiden. Demnach seien nicht nur Technik und Ausbau für die Energiewende wichtig, sondern ebenso die Fähigkeit der Kommunen, Flächen, Akteure, Finanzierung und Akzeptanz zusammenzubringen. Rund 75 Prozent der von den Herausgebern des Leitfadens befragten Kommunen sehen die Finanzierung in der Tat als eine der größten Hürden, etwa 80 Prozent berichten zudem von gescheiterten Projekten oder Qualitätsproblemen aufgrund fehlenden Personals.
Wie Kopplung und Integration dennoch funktionieren können, ist im Bremer Stadtquartier Überseeinsel zu sehen. Dort entsteht auf dem früheren Kellogg’s-Gelände derzeit ein Wohnviertel, dessen Wärmekonzept gemeinsam mit einem Windparkbetreiber entwickelt wurde. Es umfasst eine große Wärmepumpe und einen Wärmespeicher. Tobias Werner, Geschäftsführer des Betreibers Stadt.Energie.Speicher, sieht das Vorhaben als „eine wirtschaftliche Blaupause für die Wärmewende in Deutschland“.
Gute Beispiele für SektorenkopplungDie Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen.Die Nutzung von Strom in anderen Energie-Sektoren wie Wärme und Verkehr, z.B. durch E-Autos und Wärmepumpen. kommen aus ganz Europa
Im niederländischen Utrecht wird derselbe Gedanke auf den Verkehrssektor übertragen. Seit einem Jahr läuft dort das Projekt Utrecht Energized – nach Angaben der Beteiligten Europas erstes großflächiges Vehicle-to-Grid-Carsharing-System. Zurzeit stehen 50 Autos mit bidirektionaler Ladetechnik bereit, perspektivisch sollen es 500 Fahrzeuge werden. Die Autos werden geladen, wenn viel grüner Strom verfügbar ist, bei hoher Nachfrage fließt die Energie zurück ins Netz. „Die Vehicle-to-Grid-Technik macht die wachsende Elektrofahrzeugflotte zu einem bedeutenden Bestandteil dezentraler Stromnetze – mit enormem Speicherpotenzial“, sagt Madeleine Brolly, Analystin bei Bloomberg NEF. Eine zentrale Herausforderung bleibe jedoch die Standardisierung digitaler und elektronischer Komponenten der Hersteller.
Noch systemischer ist der Ansatz in Dänemark. Dort fließen Stromüberschüsse aus Wind und Sonne häufig direkt ins Fernwärmenetz. In Aalborg etwa liefern große Wärmepumpen und Elektrokessel Wärme, wenn Strom reichlich vorhanden ist; Speicher entkoppeln Erzeugung und Verbrauch des Grünstroms zeitlich voneinander. „Unsere Meerwasser-Wärmepumpen sind ein zentraler Bestandteil des Übergangs von kohlebasierten zu klimafreundlicher Fernwärme“, sagt Jesper Hostgaard-Jensen, technischer Direktor beim Betreiber Aalborg Forsyning. Mittlerweile liefern vier dieser Pumpen insgesamt 176 Megawatt Wärmeleistung. Das reicht aus, um ein Drittel der in Aalborg benötigten Raum- und Prozesswärme bereitzustellen.
Fast 22 Millionen Elektrofahrzeuge – vollelektrisch und Hybrid – wurden 2025 weltweit zugelassen. Bis 2030 wird sich die Zahl der jährlichen Neuzulassungen laut Analysen von Bloomberg NEF auf gut 39 Millionen fast verdoppeln, und die meisten Autos werden dank bidirektionaler Ladetechnik einsatzreif für Vehicle-to-Grid (V2G) sein. Dann kann die wachsende Flotte das Stromnetz stabilisieren. Überschussstrom wird vor allem während der Nachtstunden gespeichert und fließt bei Lastspitzen am Morgen und in den frühen Abendstunden wieder ins Stromnetz. Nach einigen erfolgreichen V2G-Pilotprojekten wie im niederländischen Utrecht, in Dänemark, Frankreich oder der Schweiz will V2G nun den Verbrauchermarkt erobern – so zumindest der Tenor auf der V2G-Konferenz im April in Münster.
„Wir haben jetzt echte Kunden, nicht nur Testkunden“, sagt Renault-Manager Alain Thoral. Sechs Modelle des Autoherstellers sind für bidirektionales Laden mit Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler (AC/DC) direkt im Fahrzeug (V2G-AC) ausgestattet. Ausgehend von Pilotprojekten in Utrecht, Porto Santo und Belle-Ile-en-Mer können Käufer eine passende Wallbox installieren und – so die aktuelle Schätzung für Frankreich – bis zu 40 Euro pro Monat über den Anschluss des Fahrzeugs verdienen. BMW setzt mit seiner neuen Klasse ebenfalls auf V2G-AC und kündigt bei 250 Anschlussstunden pro Monat einen Bonus von 60 Euro an. Viele weitere Hersteller wie Ford, Volvo, Mercedes und Volkswagen bieten in neuen Modellen ebenfalls die bidirektionale Ladetechnik an. So scheint sich die V2G-AC-Variante im Markt der Privatfahrzeuge durchzusetzen. Das parallel verfolgte, etwas effizientere und leistungsfähigere Konzept, in dem der Wandler nicht im Fahrzeug, sondern in der Ladestation installiert ist (V2G-DC), wird, so viele Experten auf der Konferenz, seine Nische eher in Flotten von Bussen oder Transportern finden.
