什么是行业耦合？
行业耦合（德语：Sektorkopplun）是指将能源消耗部门-建筑物（供暖和制冷）， 运输和工业-与电力供能相互连接（整合），即“行业电气化”。行业耦合将会是德国迈向能源转型和其能源目标2050的重要一环：它不仅是通过电力供能将传统的用能行业实现“脱碳”的目标，并且能够通过结合Power to X，储能技术，解决在能源转型的过程中新能源并入电网造成的一系列供需不匹配的问题。因此，行业耦合概念的兴起和储能的爆发，将会是其能源行业发展中至关重要的一步，这一过程，也值得我们借鉴和深入的学习。
截止到目前为止，德国的能源转型主要集中在其电力生产领域：可再生电力逐步替代传统能源与核能的供能，其中可再生能源在总电力中占据36％的份额。而在其他领域，尤其是建筑和运输，其能源消耗仍主要依赖化石燃料，可再生能源仅占13％。而如果能将行业电气化带入这些领域，将会对这些产业造成革命性的影响。
德国一次能源消耗结构
目前，我们身边大部分的电子设备，例如计算机、工业与家庭照明等都已经通过电力进行驱动。但在供暖方面，德国目前仍然主要使用天然气或燃油的供热系统；在交通运输方面，基本上所有的汽车和卡车都仍依赖化石燃料。如果从这些行业着手进行行业电气化脱碳改造，将会是德国完成其能源目标2050的重要一环。
德国不同行业降低碳排放的能源目标
在经过系统性的行业调查之后，德国认为，使用可再生能源（包括Power to X）将会是该国实现碳中和（指能源在生产及使用过程中达到二氧化碳排放平衡）的最佳方式。而其他的选择，例如使用生物质能或者生物燃料，因为其生产规模受限，被认为是不可行的。
由于德国可再生能源的主要来源是风能和太阳能，因此电力的储存是一个主要问题。行业耦合在此能够提供帮助：部分电力可用于电转热设备（Power to Heat）加热水供暖房屋，从而减少燃料的使用，或者利用热泵进行电热转换。在电力供应过剩期间，多余的电力可以通过电转气设备（Power to as）生产氢气或其他燃料气体。储存能量的气体可以用于为车辆提供燃料，也可以在阳光和风力较小的情况下作为备用储能，再转换为相应的热量或者电力。
Power to X将会有多少损耗
利用电力产生氢气（电解）并使用这种氢气再次发电，转换效率为40％，这意味着转换过程中60％的原始发电量会损失。
电池驱动汽车的能量转换效率为69％，氢燃料电池汽车为26％，合成燃料汽车为13％。
在供暖领域，热泵的效率系数为285％，因为电有助于利用外部空气，土壤（地热）或地下水的热量进行加热。氢燃料电池加热装置的转换效率为45％，而可再生气体（甲烷）为燃料的加热系统的相应转换效率为50％。
毫无疑问，在能量转换的过程中（电力-储能介质-电力），会伴随着大量的能量损失，所以在供暖，运输和工业的过程中直接使用电力将会是最节能的解决方案，转换过程中损失的能量将会更少，并且能够减少德国对外的能源依赖，减少能源（例如天然气）的进口，但缺点是需要在可再生能源并网技术上继续进行开发和技术迭代；但通过电转气与电转热等技术能够将能源通过不同的形式加以储存，并且可以继续利用现有的设备与技术，降低技术迭代的成本。
行业耦合的关键技术
使运输行业脱碳的关键技术包括使用压缩天然气（CN），生物燃料，电池，氢气或合成燃料。而热泵被认为是将供暖行业整合到电力能源系统中的关键技术。这些装置利用来自外部空气，地热或地下水的热量来利用电力来循环热冷液体。热泵的安装必须与建筑物的隔热保持同步，以确保减少热量损失并使整个系统变得更加高效。
另一方面，如果整个经济体都将电力作为默认的供能方式，那么对于能源的利用效率而言，也将会有所裨益：需要多少电力，如何根据效益最优分配全国范围内的储能和资源，在整体电气化的大一统前提下，能源利用效率将会再上升一个层级。
在移动出行领域，公共交通，汽车共享，骑自行车，步行以及最终的自动驾驶，预计将在德国所开发的基于电力的新移动出行概念中，发挥越来越大的作用。
兼听则明--多种技术的融合促进行业耦合的发展
一般而言，大多数学者都认为需要混合使用许多技术来对不同行业进行脱碳和电气化改革。所有利益相关者都应该在可预测的框架条件下进行公平竞争，从中选取最具效益的技术获胜。
在2018年的欧盟会议中，政府声称将支持综合能源系统的研究; 配电网和公共交通在这样的系统中发挥着至关重要的作用; 同时它也能促进氢技术发展，改革连接各行业所需的天然气和供热基础设施的融资环境。
毫无疑问，行业耦合在整个综合能源系统的供应之中起到了重要的串联作用：无论是交通运输（电动汽车），配电网，建筑供暖，储能亦或者是基础设施建设，“行业电气化”所带来的耦合效应将会进一步提升整个能源系统的稳定性和灵活性，解决目前存在的由于能源供给介质不同所产生的差异化问题。对于德国，它勾勒出了一副可行性的蓝图，并且迈出了未来能源系统探索的第一步，而这些宝贵的经验和过程，同样也值得我们去观察和深入的探讨。
