Zukünftige Energiesysteme werden wesentlich dezentraler und modularer aufgebaut sein als die heutigen. Die Treiber dafür liegen einerseits in der Liberalisierung der Energiemärkte, die es immer mehr Teilnehmern ermöglicht einen aktiven Beitrag zur Energieversorgung zu leisten. Andererseits liegen sie in den politischen Zielsetzungen für ein auf erneuerbaren Energien basierendes und CO2-freies Wirtschaftssystem mit einem hohen Anteil volatiler Sonnen- und Windenergie. In Verbindung mit neuen technologischen Möglichkeiten der Energieumwandlung und -nutzung sowie der intelligenten Vernetzung der Teilnehmer entstehen neue Strukturen der Energieproduktion und des Energieeinsatzes in Gebäuden, Industrie, Landwirtschaft und Verkehr. Auch die sich ändernden Anforderungen im Hinblick auf Resilienz und Versorgungssicherheit spielen bei dieser Entwicklung eine entscheidende Rolle und bedingen selbstregulierende Teilsysteme, die kurzfristig und langfristig auf verschiedene Einflüsse reagieren können. Dabei werden verstärkt künstliche Intelligenz und hochleistungsfähige Informations- und Kommunikationssysteme zum Einsatz kommen.
Integrierte regionale Energiesysteme, die in der Lage sind, den Bedarf zu 100 % aus erneuerbarer Energie zu decken, nutzen die Möglichkeiten der Umwandlung zwischen unterschiedlichen Energieformen sowie Synergien und Vernetzungsoptionen zwischen verschiedenen Infrastrukturen. In Verbindung mit Speichern entstehen so Flexibilitäten, die die maximale Nutzung der in der Region erzeugten Energie ermöglichen.
Darüber hinaus leisten diese Teilsysteme einen Beitrag zum Gesamtsystem, indem sie am überregionalen Energieaustausch und der Stabilisierung aktiv mitwirken. Dabei werden auch unterschiedliche Sektoren eng miteinander gekoppelt. So wird beispielsweise das regionale Mobilitätssystem einerseits mit Energie versorgt (in Zukunft etwa die Elektromobilität mit den im Elektrizitätssystem integrierten Lademöglichkeiten). Andererseits trägt es zum Energiesystem bei (z. B. durch Transport gespeicherter Energie in Form von Brenn- und Treibstoffen, wie etwa Wasserstoff).
Damit das gelingt und die regionalen Wertschöpfungsketten im integrierten regionalen Energiesystem entsprechend gestärkt werden, ist die geeignete Einbindung aller regionalen Akteure – von den NutzerInnen bis hin zu den Lösungs- und Dienstleistungsanbietern – bereits im Innovationsprozess besonders wichtig.
