Wiederkehrende geopolitische Spannungen und Einschränkungen bei Energieimporten haben die Energiepreise in der Europäischen Union (EU) in die Höhe treiben lassen und dabei Lücken in der Energieversorgung und Energiesicherheit offengelegt. Da die Energiepreise nicht mehr das Niveau von vor 2020 erreichen, ist eine kritische Neubewertung der EU-Strategien für die Energiewende erforderlich. Ein internationales und interdisziplinäres Forschungsteam unter der Leitung von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut für Chemie (MPIC) hat mithilfe integrierter Bewertungsmodelle untersucht, welche Auswirkungen unterschiedliche Reaktionen auf steigende und volatile Preise fossiler Energieträger auf die Energiestruktur, die wirtschaftliche Entwicklung, die Luftqualität, das Klima und die Gesundheit haben.
„Integrierte Bewertungsansätze helfen zu erklären, warum und wie der Ausbau erneuerbarer Energien über das Schließen einer Energieversorgungslücke hinaus wertvoll sein kann“, sagt Dr. Wenjun Meng, Erstautorin der Studie und Projektleiterin in der Abteilung Aerosolchemie am MPIC. „Um die gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Auswirkungen verschiedener kurzfristiger Maßnahmen und langfristiger Strategien zu bewerten, nutzen wir das neu entwickelte systemdynamische Modell WILIAM in Kombination mit GAINS, einem wohletablierten Modell zu Wechselwirkungen zwischen Treibhausgasen und Luftverschmutzung.“
Mehr als Lückenbüßer: Erneuerbare rechnen sich mehrfach
Die neue Studie basiert auf einem vom International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) entwickelten Energiepfad, der die aktuelle Gesetzgebung widerspiegelt. Die Ergebnisse zeigen, dass langfristige Strategien, die einen schnelleren und groß angelegten Ausbau erneuerbarer Energieformen vorsehen, die Energieversorgungslücke wirksam schließen können. Zudem bieten sie Vorteile für die Minderung des Klimawandels und für die öffentliche Gesundheit. Dadurch entstehen erhebliche gesellschaftliche und wirtschaftliche Vorteile, die die Kosten des beschleunigten Ausbaus erneuerbarer Energien übersteigen.
Das im Jahr 2021 eingeführte Europäische Klimagesetz zielt auf Klimaneutralität bis 2050 ab. Aufgrund der gestiegenen Energiepreise hat sich gezeigt, dass ein schnellerer Ausstieg aus fossilen Energieträgern und das frühere Erreichen der ursprünglich für 2050 gesetzten Ziele größere Vorteile mit sich bringen als bisher angenommen. So ist beispielsweise zu erwarten, dass eine Beschleunigung des Übergangs zu erneuerbaren Energien wie Wind- und Solarenergie, durch die Netto-Null-Emissionen zehn Jahre früher erreicht werden, in den untersuchten Szenarien EU-weite Nettovorteile von etwa 100 bis 600 Milliarden Euro ergibt. Diese Szenarien spiegeln die in den Jahren 2021 bis 2023 beobachteten Brennstoffpreisniveaus wider.
Die Vorteile umfassen geringere Kosten für fossile Brennstoffe, vermiedene soziale Kosten von CO2 (Klimavorteile), monetarisierte Nutzen für die öffentliche Gesundheit durch verbesserte Luftqualität sowie geringere Ausgaben für Emissionsminderungsmaßnahmen. Zusammengenommen übersteigen sie die Kosten für Kraftwerke, Infrastruktur und Endverbrauchsgeräte.
Was ein rascher Ausbau wirklich kostet
Bei der Analyse wurde berücksichtigt, dass das frühere Erreichen der Energieziele für das Jahr 2050 einen raschen Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien erfordern würde. Dadurch würde der Bedarf an Flexibilität, Speichern, Netzmanagement und Maßnahmen zur Verringerung der Abregelung erneuerbarer Energien steigen. Diese Systembeschränkungen können die Stromgestehungskosten (Levelized Cost of Electricity, LCOE) beeinflussen, also die durchschnittlichen Kosten der Stromerzeugung über die Lebensdauer eines Energiesystems.
„Erneuerbare Energien bieten langfristig erhebliche Vorteile, doch die Transformation muss weiterhin sorgfältig geplant werden. Die Berücksichtigung dynamischer Veränderungen der Stromkosten ist ein wichtiger Schritt hin zu realistischeren Projektionen für einen raschen Ausbau erneuerbarer Energien und unterstützt die Entwicklung effizienter und nachhaltiger Strategien zur Bewältigung der großen Herausforderungen der Energiewende und des globalen Wandels“, sagt Prof. Yafang Cheng. Sie ist Direktorin der Abteilung Aerosolchemie am Max-Planck-Institut für Chemie und korrespondierende Autorin der Studie. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass sauberere Energiepfade in der Energiesystemplanung und Entscheidungsfindung attraktiver werden, wenn Preise und politische Instrumente die mit fossilen Energieträgern verbundenen Klima-, Gesundheits- und Wirtschaftskosten umfassender berücksichtigen.“
Energiesicherheit und Klimaschutz schließen sich nicht aus
Obwohl sich die Untersuchungen auf die EU konzentrierten, sind die Ergebnisse auch für andere Regionen relevant, die mit steigenden und volatilen Preisen fossiler Energieträger, einer hohen Abhängigkeit von Energieimporten sowie klimapolitischem Druck konfrontiert sind. Insbesondere in Schwellenländern, in denen Energiesysteme noch im Aufbau sind, können heutige Entscheidungen langfristige Auswirkungen darauf haben, ob sich Entwicklungspfade hin zu saubereren Energiesystemen oder zu einer stärkeren Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen herausbilden. Da viele Regionen weltweit bestrebt sind, die Energiesicherheit zu stärken und gleichzeitig den Übergang zu saubereren Energieformen zu beschleunigen, zeigt die Studie, dass Energieversorgungssicherheit, Luftqualität, öffentliche Gesundheit und Klimaziele gleichzeitig adressiert werden können, um umfassendere gesellschaftliche und wirtschaftliche Vorteile zu erzielen.
„Insgesamt unterstreicht die Studie, dass die gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Auswirkungen von Energiesicherheit, Klimawandel und öffentlicher Gesundheit gemeinsam bewertet werden sollten und dass saubere Luft als Ziel nachhaltiger Entwicklung Berücksichtigung verdient“, so Prof. Ulrich Pöschl, Koautor der Studie und Direktor der Abteilung Multiphasenchemie am Max-Planck-Institut für Chemie.
