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Leitstudie zur integrierten Energiewende veröffentlicht Energiewende: Jetzt die Weichen stellen

06.06.2018

Bisherige EE-Ausbaupläne sind faktisch unterambitioniert. Für eine integrierte Energiewende braucht Deutschland ein klares Klimaziel bis 2050. Das sind Ergebnisse der neuen Dena-Leitstudie. Die wichtigsten Fakten und Statements im Überblick.

Die Dena hat die Ergebnisse ihrer Leitstudie zur integrierten Energiewende vorgestellt, die sie mit wissenschaftlichen Gutachtern und über 60 Unternehmen und Wirtschaftsverbänden erarbeitet hat. Die Studienpartner haben gemeinsam die Studienszenarien definiert, inklusive der übergeordneten Parameter wie Bevölkerungswachstum, Zinssätze, Technologieentwicklung und Energiepreise. Außerdem wurden Entwicklungsmöglichkeiten der Sektoren Energieerzeugung und -verteilung, Gebäude, Industrie und Mobilität erarbeitet und gegenseitige Abhängigkeiten untersucht. Wissenschaftliche Gutachter modellierten die Szenarien. Die wichtigsten Fakten:

  • Starke Steigerung bei Energieeffizienz und erneuerbaren Energien nötig

  • Synthetische Kraft- und Brennstoffe ergänzen die Elektrifizierung

  • Integrierte Energiewende braucht integrierte Politikkonzepte

  • Technologiemixszenarien sind robuster und führen zu geringeren Mehrkosten

  • Weichen müssen jetzt gestellt werden

Es reicht nicht, heute nur über die Klimaziele 2030 zu diskutieren. Abhängig vom Ambitionsniveau für das Jahr 2050, sieht schon 2030 sehr unterschiedlich aus. Und die Ziele für das Jahr 2030 werden mit Sicherheit verfehlt, wenn nicht bereits in dieser Legislaturperiode entsprechende Maßnahmen auf den Weg gebracht werden. Eine Konkretisierung der Ziele ist für Unternehmen und für die Gestaltung des politischen Rahmens geboten.

Technologiemix- und Elektrifizierungsszenarien

Die Dena und ihre Studienpartner haben vier praxisnahe Szenarien erarbeitet, die Reduktionsziele von entweder 80 oder 95 Prozent bis 2050 erreichen: zwei Elektrifizierungsszenarien gehen davon aus, dass der Verbrauch in den Sektoren Gebäude, Industrie und Verkehr weitestgehend mit Strom gedeckt wird; zwei Technologiemixszenarien gehen davon aus, dass ein breiteres Spektrum an Technologien und Energieträgern zum Einsatz kommt. Ein Referenzszenario, das die aktuellen Rahmenbedingungen ambitioniert fortschreibt, reduziert die Emissionen hingegen nur um 62 Prozent.

Die Technologiemixszenarien erweisen sich im Vergleich als robuster, weil sie stärker auf bestehende Infrastrukturen aufbauen und auf mehr gesellschaftliche Akzeptanz stoßen. Sie sind flexibler und können neue Technologieentwicklungen besser integrieren. In den Elektrifizierungsszenarien sind dagegen mehr Flächen für den Ausbau von Wind- und Solaranlagen und ein stärkerer Ausbau des Stromnetzes erforderlich. Der Gebäudebestand muss stärker energetisch saniert werden, um mehr Wärmepumpen effizient nutzen zu können. Insgesamt sind die Transformationspfade mit einem breiten Technologie- und Energieträgermix bis 2050 unter den getroffenen Annahmen um bis zu 600 Milliarden Euro kostengünstiger als solche, die verstärkt auf strombasierte Anwendungen setzen.

Mehr Tempo bei Energieeffizienz und erneuerbaren Energien

Für alle Klimazielszenarien gilt: Die Steigerung der Energieeffizienz und der Ausbau der erneuerbaren Energien sind Grundvoraussetzungen für den Erfolg. In beiden Bereichen reicht das bisherige Tempo nicht aus. Bei einem jährlichen Wirtschaftswachstum von einem Prozent rechnet die Leitstudie mit einer Reduzierung des Endenergieverbrauchs bis 2050 im Vergleich zu 2015 um bis zu 64 Prozent im Gebäudesektor, bis zu 52 Prozent im Verkehr und bis zu 18 Prozent in der Industrie. Vor allem in der Industrie macht sich bemerkbar, dass die Energieeffizienz zwar deutlich zunimmt, gleichzeitig aber das Wirtschaftswachstum zu einer höheren Nachfrage führt.

Bei den erneuerbaren Energien setzt die dena-Leitstudie darauf, dass der Ausbau von Windenergie an Land und Photovoltaik schneller vorangeht als bisher geplant. Allein für diese beiden Technologien ist ein jährlicher Nettozubau von 6 bis 7,6 Gigawatt erforderlich. Das ist ein großer Unterschied zum gesetzlich vorgesehenen Ausbaukorridor von jährlich 5,4 Gigawatt brutto: 2,9 Gigawatt für Windenergie an Land, 2,5 Gigawatt für Photovoltaik. Eine Herausforderung wird es sein, freie Flächen für den Ausbau von Windkraftanlagen an Land zu finden. Umso wichtiger könnte ab 2030 der Ausbau der Windenergie auf See werden.

Dritte Säule: synthetische, erneuerbare Kraft- und Brennstoffe

In allen Klimazielszenarien spielen synthetische, erneuerbare Kraft- und Brennstoffe eine wichtige Rolle. Je nach Szenario decken sie im Jahr 2050 einen Bedarf von 150 bis 908 Terawattstunden. Damit schließen sie die Lücke, die nicht durch Energieeffizienz oder die direkte Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien abgedeckt werden kann, insbesondere, wenn an anderer Stelle nicht die erwarteten Ziele erreicht werden, etwa beim Ausbau von Windkraft an Land, bei der Sanierung von Gebäuden oder bei der Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs.

Der erneuerbare Wasserstoff und die auf ihm aufbauenden Energieträger wie Methan und synthetische Öle machen es möglich, erneuerbaren Strom zu speichern und international zu handeln. Die dena-Leitstudie rechnet damit, dass Deutschland seinen Bedarf zum großen Teil mit Importen decken wird - zum Beispiel aus Nordafrika, weil dort die Produktionskosten günstiger und die Flächenpotenziale größer sind. Aber auch Deutschland hat Potenziale, die stärker genutzt werden sollten. Um die Entwicklung des Marktes anzustoßen, sollte Deutschland bis 2030 Kapazitäten für die Herstellung von erneuerbarem Wasserstoff im Umfang von 15 Gigawatt aufbauen.

Stakeholderdialog soll Grundlagen der Versorgungssicherheit klären

Eine besondere Herausforderung ist die Gewährleistung der Versorgungssicherheit in einem weitgehend auf erneuerbaren Energien basierenden Stromsystem. Trotz Energieeffizienz werden die nachgefragte Strommenge und die Spitzenlast bis 2050 in den Klimazielszenarien weiter steigen. Gründe dafür sind das anhaltende Wirtschaftswachstum und die zunehmende Elektrifizierung in den Verbrauchssektoren. Zusätzlicher Handlungsbedarf entsteht, weil durch den Atomausstieg und den absehbaren Rückgang der Kohlekraft in wenigen Jahren deutlich weniger wetterunabhängige Kraftwerkskapazitäten zur Verfügung stehen.

Zur Deckung der gesicherten Leistung - also der Leistung, die jederzeit verfügbar sein muss - kommen verschiedene Optionen infrage. In der Leitstudie übernehmen Gaskraftwerke, die zunehmend erneuerbare Brennstoffe nutzen, in allen Szenarien einen Großteil der gesicherten Leistung, allerdings nur mit relativ wenig Betriebsstunden. Hinzu kommen Speicher, Laststeuerung (Demand Side Management), erneuerbare Energien und Stromimporte.

Einer der 60 Partner, der an der Studie beteiligt waren, ist Thüga. Bereits die Zwischenergebnisse der Studie vom letzten Oktober hatten die Thüga-Position zur zukünftigen Rolle des Gasnetzes bestätigt: Gas und seine Infrastruktur bleiben in allen Szenarien der Studie ein wichtiger Leistungsträger. Das Abschluss-Gutachten geht nun noch weiter: Power-to-Gas-Anlagen seien bereits 2030 mit einer Leistung von 15 Gigawatt und etwa 3.000 Volllaststunden in Deutschland volkswirtschaftlich sinnvoll – unabhängig davon, ob die langfristige Zukunft technologieoffen bleibt oder hin zu einer immer stärkeren Elektrifizierung geht.

Integrierte Energiewende erfordert integrierte Politikkonzepte

Die Leitstudie arbeitet mit dem Leitbegriff der integrierten Energiewende. Ziel dabei ist es, die Energiewende als Ganzes zu betrachten, die verschiedenen Technologien, Infrastrukturen und Märkte aus den Sektoren Energie, Industrie, Gebäude und Verkehr aufeinander abzustimmen und in einem intelligenten Energiesystem zusammenzubringen. Die Leitstudie hat diesen sektorübergreifenden, systemischen Ansatz in einem breiten Partnerkreis angewandt und dabei die Klimaziele für das Jahr 2050 (80 bis 95 Prozent CO2-Reduzierung), vor allem aber auch für das Jahr 2030 (55 Prozent CO2-Reduzierung) vorgegeben.

Gemeinsames Ziel sei es, die systemischen Zusammenhänge besser zu verstehen, die bestmöglichen Transformationspfade zur Erreichung der Klimaziele zu identifizieren und Hinweise und Handlungsempfehlungen zu geben. Zugleich sollten Marktkenntnisse und Kompetenzen derjenigen berücksichtigt werden, die die Transformationsprozesse mit ihren Unternehmen am Ende gestalten müssen. Diese integrierende Bottom-up-Sicht sei nötig, um die integrierte Energiewende zu gestalten und neue, integrierte Politikkonzepte zu entwickeln, die auch die internationalen Zusammenhänge berücksichtigen.

Rolle der Digitalisierung

Auch die Noventic Group war an der Erstellung der Studie begeiligt. Noventic-CEO Jan-Christoph Maiwaldt sieht in der Leitstudie eine klare Aufforderung, neue Technologien zum Erreichen der Klimaschutzziele besser als bisher einzusetzen. Hebel dafür ist aus seiner Sicht die Digitalisierung. Die technischen Potenziale für Energieeffizienz durch technischen Fortschritt und Digitalisierung liegen bereits heute bei deutlich über 50 Prozent des Energieverbrauchs. Wenn nur die aus einzelwirtschaftlicher Perspektive bereits heute hochrentablen Potenziale erschlossen würden, könnte der Energieverbrauch hierzulande um bis zu 20 Prozent sinken.

Weitere Statements zu der Leitstudie finden Sie in der Bildergalerie weiter oben.

Bildergalerie

  • Jan-Christoph Maiwaldt, CEO der Noventic Group: „Wir müssen jetzt entschlossen vorangehen, sonst wird der Umbau zur klimaneutralen Volkswirtschaft am Ende sehr kostspielig. Dabei müssen die Möglichkeiten der Digitalisierung genutzt werden, um entscheidende Hebel anzusetzen. Um die optimalen Lösungen für effizienten Klimaschutz zu finden sowie Wohnungswirtschaft und Mieter nicht noch stärker zu belasten, muss die Politik einen Ordnungsrahmen vorgeben, der ebenso Sicherheit für Investoren bietet, wie Freiheiten für Entwickler und Unternehmer. Die Leitstudie bestärkt uns in unserer Überzeugung, dass möglichst viel Freiheit bei der technischen Ausgestaltung die Transformation beschleunigt und unnötige Kosten vermeidet.“

    Bild: Noventic Group/Christin Schwarzer

  • Prof. Dr. Gerald Linke, Vorstandsvorsitzender des DVGW: „Die Politik muss sich jetzt zu den angestrebten Klimazielen bis 2030 bekennen und die Transformationspfade verbindlich festlegen. Nur so kann die breite Markteinführung der notwendigen innovativen Technologien wie Power-to-Gas starten. So wird Deutschland zum Vorbild für den weltweiten Umbau komplexer Energiesysteme – und deutsche Energiewendetechnologien im globalen Wettbewerb zu Referenzprodukten.“

    Bild: DVGW/Tatiana Back Kurda

  • Adrian Willig, Geschäftsführer des Instituts für Wärme und Oeltechnik: „Indem sie die Rolle nahezu treibhausgasneutraler flüssiger Energieträger für die Zukunft anerkennt, trägt die Dena-Studie zu mehr Realismus in der Debatte bei und zeigt, wie wichtig es ist, den Klimaschutz mit einem breiten Technologiemix anzugehen. Als flüssige Energieträger könnten E-Fuels schrittweise bislang fossile Brenn- und Kraftstoffe, wie Heizöl, Kerosin oder Diesel, ergänzen und auch als Ausgangsstoffe für die chemische Industrie bedeutsam sein. Ein breiter Energiemix, der E-Fuels mit einschließt, ist ein robuster Weg zu mehr Klimaschutz. Wenn zum Beispiel die Steigerung der Modernisierungsquoten im Gebäudebereich ins Stocken gerät, könnten mit weitgehend treibhausgasneutralen Brennstoffen die CO2-Minderungsziele dennoch erreicht werden.“

    Bild: Institut für Wärme und Oeltechnik

  • Dr. Martin Sabel, Geschäftsführung BWP: „Wärmepumpen in Kombination mit erneuerbarem Strom und Gebäudeeffizienz sind in jedem Fall ein unverzichtbares und untrennbares Trio für die Wärmewende. Spätestens jetzt sind wir an einem Punkt, an dem es bezüglich der Energiewende kein Erkenntnisproblem mehr gibt. Was bleibt, ist das Umsetzungsproblem. Wenn der Staat über Abgaben und Umlagen die CO2‐Vermeidung bestraft, kann die Energiewende nicht funktionieren. Je später die Politik dieses zentrale Thema angeht, desto schwieriger wird das ganze Projekt. Energiewende Lösungsvorschläge liegen auf dem Tisch, Die Zeit zu handeln, ist jetzt.“

    Bild: BWP

  • Ove Petersen, Geschäftsführer bei GP Joule: „Die Kosten der Elektrolyse zur Erzeugung von grünem Wasserstoff sinken durch die Installation vieler und großer Anlagen am schnellsten und am deutlichsten. Die Studienergebnisse bestärken uns sehr, mit unserer Investitionsstrategie zur Entwicklung und Fertigung von PEM-Elektrolysestacks und
    Elektrolyseuren sowie der Entwicklung und Konzeption von Sektorenkopplungs-Projekten und integrierten Energiesystemen absolut richtig zu liegen.“

    Bild: Andreas Birresborn

  • Szenarienvergleich: Elektrolyse-Kapazitäten und Volllaststunden in Deutschland

    Bild: Thüga

  • BWP

    Bild: BWP

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