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Wege zu einem klimaneutralen Energiesystem – das „Bloß-nichts-Neues-Szenario“

Was muss bis 2050 passieren, damit wir unsere CO2-Emissionen bei Verkehr, Elektrizität, Prozess- und Gebäudewärme um mindestens 95 % senken? Die Studie »Wege zu einem klimaneutralen Energiesystem« unseres Instituts gibt darauf erst einmal eine ermutigende Antwort: Technisch ist es prinzipiell machbar, die Energieversorgung in Deutschland mit erneuerbaren Energien sicherzustellen. Wie teuer und aufwendig das wird, hängt auch von jedem Einzelnen ab. Um besser zu verstehen, wie genau, haben wir in unterschiedlichen Szenarien simuliert, welche Folgen unser Verhalten auf den Verlauf der Energiewende hat.

Ein Energiesystem komplett umzubauen, passiert nicht unbemerkt im Hintergrund, es ist ein großer, gemeinsamer Kraftakt. Vieles, wie den Bau von Stromübertragungsnetzen und Windkraftanlagen steuern Wirtschaft und Politik. Damit aber der Paradigmenwechsel gelingt, sind auch wir als Privatpersonen gefragt. Deshalb haben wir im Forschungsteam in einem Szenario der Studie untersucht, was passiert, wenn die Gesellschaft nicht bereit ist, auf neue Technologien umzustellen. Konkret haben wir für unsere Berechnungen in diesem „Beharrungs-Szenario“ angenommen, dass:

  • Benzin- und Dieselfahrzeuge auch in der Zukunft noch mindestens die Hälfte der jährlichen Neuzulassungen ausmachen.

  • Besitzerinnen und Besitzer von Elektroautos nicht bereit sind, die Auto-Batterien zum Ausgleich der Stromlast im Netz flexibel steuern zu lassen.

  • Bei den Heizungen Gaskessel weiterhin mindestens die Hälfte der jährlichen Neuinstallationen ausmachen,

  • elektrische Wärmepumpen hingegen maximal 20 Prozent Anteil haben.

  • Die energetische Sanierungsrate von Gebäuden jährlich nur 1 % beträgt.

Szenario Beharrung: Was passiert, wenn wir auf der Nutzung konventioneller Technologien bestehen?

1. Synthetische Kraftstoffe müssen die fossilen ersetzen

Wenn wir nicht bereit sind, in neue elektrische Technologien – wie E-Autos und Wärmepumpen zu investieren, müssen alte Technologien (wie Gaskessel und Verbrennungsmotoren) CO2 neutral befeuert werden. Statt Benzin, Diesel, Erdgas, Mineralöl und Kohle brauchen wir also grüne, flüssige Energieträger und Wasserstoff in sehr großen Mengen. Die Simulation in unserer Studie errechnet für das Jahr 2050 einen Bedarf von 890 TWh im Szenario Beharrung – fast viermal so viel wie im Szenario Suffizienz (das davon ausgeht, dass wir uns um Energieeinsparungen bemühen).

2. Mehr synthetischer Kraftstoffe bedeuten mehr Stromerzeugung und Importe

Um genug synthetische Kraftstoffe zu haben, müssen zwei Dinge passieren: wir müssen mehr erneuerbare Energien installieren, um den zusätzlichen Strom zu erzeugen, den wir zur Herstellung dieser Brennstoffe brauchen. Alles, was wir nicht lokal erzeugen können, müsste importiert werden. Sinnvoll wäre das jedoch nur, wenn die Erzeugungsländer bereits einen Überschuss an erneuerbar erzeugtem Strom haben. Nach den Berechnungen in unserer Studie bräuchten wir zusätzlich zu den selbst hergestellten Kraftstoffen ab 2050 jährlich über 500 TWh Importe von Wasserstoff und anderen flüssigen Energieträgern. Das wäre mehr als das Dreifache von dem, was Deutschland zukünftig importieren müsste, würde die Energiewende optimaler, sprich stärker basierend auf elektrischen Verbrauchern wie Elektroautos oder Wärmepumpen, ablaufen.

3. Der benötigte Zuwachs an Erneuerbaren Energien und Importen ist teuer

Wenn wir für das deutsche Energiesystem eine CO2 Reduktion um 95 Prozent im Vergleich zu 1990 erreichen möchten und den kostenoptimierten Weg gehen (Referenz-Szenario) betragen die Nettomehraufwendungen rund 1580 Milliarden Euro. Für das Szenario Beharrung sind es hingegen 2330 Milliarden Euro. In der Grafik sieht man auch, dass Inakzeptanz gegenüber großer Infrastrukturen die Energiewende im Vergleich nur geringfügig teurer machen würde. Sehr viel Geld und Ressourcen sparen würden wir, wenn wir als Gesellschaft bemüht sind, unseren Energiebedarf zu senken (Suffizienz-Szenario).

Differenzbeträge der Szenarien im Vergleich zum Business-as-usual-Szenario, in dem keine CO2-Reduktionsziele angenommen wurden.
Differenzbeträge der Szenarien im Vergleich zum Business-as-usual-Szenario, in dem keine CO2-Reduktionsziele angenommen wurden. Die Nettomehraufwendungen (Rauten) je Szenario berechnen sich aus den positiven abzüglich der negativen Aufwendungen. (FEE: fluktuierende erneuerbare Energien). ©FraunhoferISE

Dieses Szenario illustriert sehr deutlich, dass es auf uns alle ankommt. Auch unsere privaten Kauf- und Investitionsentscheidungen formen am Ende die Energiewende. Für unser Forschungsteam war interessant zu sehen, dass der Import von synthetischen, grünen Kraftstoffen deutlich schwieriger und teurer wird. Gleichzeitig verschiebt sich das Thema Energiewende in andere Länder, wo entsprechende Kapazitäten an Erneuerbare Energien (ca. 200-300 GW an PV- und Windkraftanlagen für 500 TWh Wasserstoff) „für Deutschland“ installiert werden müssten.

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Christoph Kost

Christoph Kost

Dr. Christoph Kost ist Leiter der Gruppe Energiesysteme und Energieswirtschaft am Fraunhofer ISE.
Er erforscht die Integration Erneuerbarer Energien in unser Energiesystem. Dazu gehören Wirtschaftlichkeitsanalysen von Energietechnologien, Aktionspläne und Implementierungsstrategien für den Zubau von Erneuerbaren, sowie auch Politikanalysen und Empfehlungen.

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