能源转型是国际社会于2015年根据国际法承诺的17项全球目标之一，旨在实现更美好的未来。这一向全球更大可持续性的转型被认为是自工业化以来最大的社会变革。德国企业也正处于这一深刻变革中，旨在使生产过程未来更加气候友好。目标是到2030年覆盖80%的总电力消耗来自可再生能源，以实现2045年实现净温室气体中和的主要目标。这需要大规模扩展光伏和风电厂，同时实现能源采购和工业厂房的根本性变革。

许多专家认为，部门耦合是通过增加可再生电力使用来替代化石燃料热能的有前景方案。原因在于：其理念是，如果所有部门相互联网，可以通过可再生能源减少二氧化碳排放。原则是：当一般供应系统中可再生能源比例较高且相关电价较低时，优先购买能源。如果一般供应系统中可再生能源较少且电价高，则过程热量需求由自发供应覆盖，电力则输送到整体电网。公司因此必须相应地减少或不购买电量。

然而，能够最大限度地降低能源供应成本的灵活运营潜力，迄今仅有少数公司开发。这是弗劳恩霍夫系统与创新研究所（ISI）与亚琛工业大学工业炉建设与供暖技术研究所共同在德国能源密集型工业气候保护能力中心（KEI）委托的研究中得出的结论。托比亚斯·弗莱特博士及其团队主要关注工业部门能源使用灵活性的技术、经济和监管机遇及障碍。本研究重点是对个别典型企业或应用场景进行全面的能源系统分析。研究人员希望通过研究成果，为企业提供行业特定的投资战略定位。弗劳恩霍夫ISI需求分析与预测业务部门负责人并协调该研究的弗莱希特纳表示：“同时，它们也为政治决策者提供了行动建议，例如即将到来的电网费用重组。”

早期研究主要聚焦于现有生产流程实现灵活性的潜力，而KEI的研究则更侧重于未来气候中和的工业和能源系统。这里特别关注预期的电气化和氢气转换。它以前瞻性视角审视目前高度依赖化石燃料的工业生产转型，例如未来工艺供热工艺的电气化。工业灵活性的评估是在一个高度面向可再生能源的能源系统内进行的。

研究指出，初级商品行业的能源使用和生产过程——其中包括乳制品和加工厂作为食品生产链的第一环——迄今为止很少被赋予更灵活的空间。现有生产设施已满负荷运用，并优化以实现连续运营。然而，作为研究一部分进行的案例研究也表明，技术上可以使现有生产过程更加灵活，并在未来实现工艺供暖系统电气化——尽管这也会带来额外成本。这些费用源于维护和运营成本的变化、对额外生产和储存能力的投资，或能源运输成本。只有当额外成本被节省抵消时，灵活能源采购才能具备竞争力。在能源采购方面，工业面临将氢气或电力等可再生能源整合进经过数十年优化的现有生产流程中的挑战。

然而，短期内许多工艺链的全面电气化往往难以实现。例如，第一步可以为现有的天然气发电厂增设电力蒸汽发生器。混合系统利用多种能源，并在运行过程中能够相对灵活地切换，这也有望使工业能源供应更加灵活，使其更紧密地与风能和太阳能发电保持一致。从长远来看，氢能和电力混合系统也能为食品行业的能源系统做出高效贡献。

弗莱特还指出了更多发现：“我们的结果显示，当前的监管框架阻碍了工业能源使用和生产流程的灵活性。这是因为现有的电网费用法规激励了尽可能高的满载工时和持续的电力采购。因此，未来电网费用应更紧密地与以风能和光伏为特征的能源系统需求相匹配。”专家还强调，工业中的负荷灵活性可以为可再生能源向能源系统的整体整合做出重要贡献。同时，务实评估可能性，并在储能技术或通过输电网实现跨区域平衡等其他选项背景下评估工业灵活性也很重要。

然而，为了实现工业灵活性潜力，研究人员认为需要明确的政治战略和投资。提升能源灵活性的策略应利用与其他政策领域的协同效应。这些包括向气候中和生产转型、能源供应的韧性以及对价格波动的保护。