能源系统从未像今天这样提供如此多的可能性。但能源系统正在变化，我们必须重新思考如何管理能源。电力将成为未来最重要的能源形式，而在许多其他部门使用电能，对于实现日常生活的可持续脱碳至关重要。
具有里程碑意义的COP21气候协议签署两年后，法国总统埃马纽埃尔·马克龙邀请政府、企业和金融部门的代表重返巴黎，寻求支持切实措施，以加强气候保护，并提高可持续技术对投资者的吸引力。190多个国家签署最初的气候协议，不仅具有象征意义，也将产生持久影响。许多方面也响应了马克龙近期的邀请，美国则由来自众多城市和企业的代表出席。这一回应表明，全球变暖不仅受到政界认真对待，气候保护也成为企业关注的重点。
通过与客户、政界人士和商业协会的交流，我越来越清楚地看到，可持续发展的理念正在获得动力，如今与能源系统的经济效率和可靠性同样重要。我认为，我们从未像今天这样拥有如此多的选择，能够为全球确保可靠、经济，尤其是可持续的电力供应。常规发电领域的创新，以及可再生能源技术成本的大幅下降，如今使我们能够比以往更好地满足不断增长的电力需求。
展望本世纪中叶的预测显示，电力需求将大幅增长，使电力成为21世纪最重要的能源。正因如此，专家们已经在许多能源转型中谈论“电力转型”——即从化石燃料占主导的电力部门转向以可再生能源为主导的更可持续体系——因为电力具有极高的灵活性。此外，来自波动性可再生能源的电力不产生碳排放，而且其供应量往往超过实际可消纳量。未来，这种盈余将成为能源转型的真正价值，因为它能让其他部门实现电气化，进而实现脱碳。
电力转型中的系统性变化，正推动其他部门实现电气化。随着去中心化程度提高，接入智能电网的参与者也越来越多，从而能够更好地平衡盈余与需求。这个全面互联的世界还将提高能源供应的安全性和系统稳定性。
这一发展带来的最大机遇，是将日益增多的去中心化参与者智能互联，从而把各方的优势整合进整个系统。这样，生产者和消费者就不再局限于传统电力部门，而能参与一个大幅扩展的领域，涵盖供热、燃气或交通等部门。
许多国家只有成功实现不同部门的协同，才能达成其已宣布的气候目标。这将有助于协调可变的发电量与能源消费，从而减少化石燃料的使用，使系统更具可持续性。尽管近年来技术取得了令人瞩目的进步，但要在许多地区广泛应用这些技术，公众态度、市场角色、商业模式和监管框架仍需进一步改变。
要获得更广泛的认可，需要产业界、政界和社会各方的伙伴共同推广这些新理念、试用新技术，并修复能源系统中的缺陷。例如，德国能源转型的第一阶段证明，数量出乎意料之多的发电机组能够在短得出人意料的时间内转向可再生能源。第二阶段目前的任务，是尽可能有效地从技术层面整合波动性可再生能源发电，最终提高系统的经济效率。
由于电力在不同部门之间交叉使用，需要建立接口来组织并推动这些部门的融合。这项任务可以由已承担基本电力供应保障职责的成熟参与者来完成，例如市政公用事业公司；也可以由拥有成功商业模式的新供应商来承担。无论如何，不会只有一种解决方案，而是要根据具体地区和条件采取多种方案，其中一些已初见成效：
电转热/冷
电转热/冷是利用可再生能源盈余，高效供应热能，也就是热或冷。全球近50%的终端能源消费用于供热，因此热能部门显然在实现国家气候目标方面发挥着关键作用。具体而言，电转热是利用电加热器、电极锅炉或热泵产生热量，供区域供热系统或私人家庭使用。同一原理也适用于用于区域制冷的电转冷系统，尤其是在气候温暖的地区。
加拿大东部的新不伦瑞克省公用事业公司 New Brunswick Power 为客户提供了一种有意思的商业模式。该公司运营发电厂以及输电和配电网络，为约400,000名客户供电。该地区冬季漫长寒冷，夏季温和。因此，该公司夏季和冬季的峰值负荷差异巨大。建筑供暖和热水主要依靠电力，供暖约占普通家庭用电量的75%。
NBP的新商业模式通过智能互联家庭锅炉，并利用它们储存长达六小时的热量。借助智能负荷管理系统，可以避免各家同时供暖，并降低峰值负荷。该公司希望这一新系统能使其约25%的负荷变得更加灵活。从中期来看，这将使该公司能够减少对新配电系统的投资。
电转交通
电转交通是指电力部门与交通运输部门的耦合。各种形式的耦合应用于电气化铁路、长途列车、公共汽车、卡车、轿车、轻型摩托车，以及日益增多的船舶。除了广为人知的大众交通用途外，个人电动出行也越来越被视为提高能源系统灵活性的一种方式。
据国际能源署统计，2016年全球投入使用的电动汽车超过两百万辆；预计到2025年，这一数字将升至7,000万辆。这些车辆不仅能消纳盈余电力，还能可靠地储存电力，并在需要时将其回馈电网。例如，100万辆电动汽车的电池储能容量将超过德国所有抽水蓄能电站的总容量。要发挥这些优势，数字化充电系统必不可少，例如用于控制充电时间、电池负荷、电价和电网负荷，同时避免充电时段重叠和电网瓶颈。
电转气
电力和燃气公用事业公司长期以来一直参与将燃气转化为电力，通常是在燃气发电厂中进行。反向将电力转化为燃气的过程迄今很少由公用事业公司采用，只有少数氢气电解案例例外。我认为，生产氢气甚至甲烷的可能性，提供了最灵活、也可能最重要的部门耦合形式。
与电力相比，燃气更容易储存。此外，许多国家拥有完善的燃气基础设施，可提供储存能力。电解槽能够轻松、灵活地将大量盈余电力转化为氢气或甲烷气体。电转气产生的甲烷在化学性质上与天然气相同，可以毫无问题地注入现有燃气网络。此外，氢气是加工制造业使用的一种基础原料，也可用于燃料电池汽车。如今，电转气工厂只有在少数细分应用中才有盈利空间，但这一领域的盈利能力正在迅速提高。目前，德国已有20多座此类工厂投入运行。西门子正与合作伙伴共同运营位于美因茨能源园（Energiepark Mainz）的全球最大制氢电解槽工厂。这座PEM加压电解槽的输入功率最高可达六兆瓦，仅需数秒即可投入运行。利用可再生能源生产的氢气会与天然气混合后注入燃气网络，也可供工业用户和氢燃料电池汽车加氢站使用。
未来，将盈余电力转移到其他部门的能力，很可能成为能源部门及其他部门脱碳的最重要基础。如今，电转热和电转交通已日益普及。然而，电解以及生产氢气或甲烷，为利用盈余电力提供了最灵活的解决方案。能源部门目前约占全球温室气体排放量的30%；转向“电转X”模式，可以推动其脱碳，同时提高经济性和可靠性。未来，部门耦合将日益加强不同部门之间的连接，并成为推动全球脱碳的一种解决方案。
