{"id":103228,"date":"2024-11-14T09:51:23","date_gmt":"2024-11-14T08:51:23","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=103228"},"modified":"2024-11-25T09:31:42","modified_gmt":"2024-11-25T08:31:42","slug":"klimaneutrales-deutschland-wege-zu-einem-klimaneutralen-energiesystem","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/zukunft\/klimaneutrales-deutschland-wege-zu-einem-klimaneutralen-energiesystem\/","title":{"rendered":"Klimaneutrales Deutschland – Wege zu einem klimaneutralen Energiesystem"},"content":{"rendered":"\n

Studie des Fraunhofer ISE zeigt Transformationspfade f\u00fcr das deutsche Energiesystem in regionaler Aufl\u00f6sung.<\/p>\n\n\n\n

Eine neue Studie des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Solare Energiesysteme ISE<\/a> zeigt, wie auf der Ebene der Bundesl\u00e4nder die Transformation des Energiesystems hin zur Klimaneutralit\u00e4t im Jahr 2045 technologisch aussehen k\u00f6nnte. Mithilfe des sektoren\u00fcbergreifenden Energiesystemmodells REMod wurden kostenoptimierte Entwicklungspfade f\u00fcr die Bereiche Energiewirtschaft, Verkehr, Industrie und Geb\u00e4ude \u2013 einschlie\u00dflich der notwendigen Infrastrukturen \u2013 quantifiziert. Dabei wurden verschiedene m\u00f6gliche Szenarien betrachtet. Die Studie best\u00e4tigt die zentrale Rolle der Elektrifizierung f\u00fcr eine m\u00f6glichst kosteneffiziente Transformation, wobei Wasserstoff erg\u00e4nzend in Industrie, Bereichen des Verkehrs und Kraftwerken ben\u00f6tigt wird. F\u00fcr den Transport von Strom und Wasserstoff aus dem Norden in die Verbrauchszentren im Westen und S\u00fcden ist ein st\u00e4rkerer Netzausbau n\u00f6tig. F\u00fcr ein Energiesystem mit hohem Anteil erneuerbarer Energien m\u00fcssen zudem Erzeugung und Verbrauch flexibilisiert werden.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"<\/a>
\u00a9 Fraunhofer ISE | Kapazit\u00e4ten von Elektrolyse- und PtX-Anlagen und \u00dcbertragungskapazit\u00e4ten zwischen den Regionen im Szenario „Technologieoffen“ im Jahr 2045.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Die Transformation des Energiesystems hin zu Klimaneutralit\u00e4t ist l\u00e4ngst in vollem Gange. Konkrete regionale Umsetzungspl\u00e4ne gewinnen an Bedeutung, wie die Kommunale W\u00e4rmeplanung. Die Studie \u00bbWege zu einem Klimaneutralen Energiesystem: Bundesl\u00e4nder im Transformationsprozess\u00ab greift aktuelle Entwicklungen wie eine ver\u00e4nderte Nachfrage, geopolitische Unsicherheiten und Infrastrukturplanungen wie den Stromnetzausbau und das Wasserstoffkernnetz auf. In der Studie wird durch eine r\u00e4umlich aufgel\u00f6ste Optimierung ein Schwerpunkt auf die technische Transformation in den Bundesl\u00e4ndern gelegt. M\u00f6glich wurde dies durch zahlreiche Erweiterungen im Energiesystemmodell REMod, welches das deutsche Energiesystem inklusive Importe rechnerisch nachbildet und die g\u00fcnstigsten Transformationspfade berechnet. Im regionalisierten Modell k\u00f6nnen Pfade f\u00fcr zehn Regionen in Deutschland dargestellt werden, die auch den Ausbau von Strom- und Wasserstoffnetzen in der Optimierung ber\u00fccksichtigen. Diese kostenoptimierten Transformationspfade k\u00f6nnen somit auch Orientierung f\u00fcr Entscheidungen auf L\u00e4nderebene liefern.<\/p>\n\n\n\n

Vier Szenarien zeigen Pfade mit jeweils pr\u00e4genden Elementen<\/h4>\n\n\n\n

Ausgehend von aktuellen gesellschaftlichen und politischen Entwicklungen untersucht die Studie vier Szenarien als m\u00f6gliche Wege zur Klimaneutralit\u00e4t im Jahr 2045. Bei allen werden die deutschen Klimaziele einschlie\u00dflich Klimaneutralit\u00e4t im Jahr 2045 erreicht und die Energieversorgung wird zu jeder Stunde in allen Verbrauchssektoren sichergestellt.
<\/p>\n\n\n\n

Das Szenario \u00bbTechnologieoffen<\/strong>\u00ab beschreibt den kostenoptimierten Transformationspfad des Energiesystems ohne die Ber\u00fccksichtigung zus\u00e4tzlicher, fest vorgegebener Randbedingungen und unter der Annahme hoher Freiheitsgrade bez\u00fcglich der Auswahl der verf\u00fcgbaren Technologien.<\/p>\n\n\n\n

Das Szenario \u00bbEffizienz<\/strong>\u00ab geht von versch\u00e4rften Klimazielen aus. Bis zum Jahr 2045 d\u00fcrfen 1.000\u202fMt\u202fCO2<\/sub> weniger ausgesto\u00dfen werden. Zugleich ist ein schnellerer Zubau, insbesondere bei Sonnen- und Windenergie m\u00f6glich; und die Energienachfrage sinkt durch h\u00f6here Effizienz und sinkenden Verbrauch (Suffizienz).<\/p>\n\n\n\n

Im Szenario \u00bbBeharrung<\/strong>\u00ab wird an bestehenden Technologien wie Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren oder verbrennungs-basierten Heizsystemen l\u00e4nger festgehalten, auch der klimaschonende Umbau der Industrie ist verz\u00f6gert.<\/p>\n\n\n\n

Im Szenario \u00bbRobust<\/strong>\u00ab werden geopolitische Unsicherheiten und Klimaver\u00e4nderungen ber\u00fccksichtigt. So wird unter anderem eine aus geopolitischen Gr\u00fcnden reduzierte Verf\u00fcgbarkeit von Photovoltaikanlagen und Batteriespeichern angenommen, die den m\u00f6glichen Ausbau in Deutschland verz\u00f6gern.<\/p>\n\n\n\n

Direkte Elektrifizierung zentral f\u00fcr die Dekarbonisierung aller Sektoren<\/h4>\n\n\n\n

Laut Studienergebnissen ist die direkte Elektrifizierung dort, wo sie technisch m\u00f6glich ist, gesamtsystemisch die kosteng\u00fcnstigste Option: W\u00e4rmepumpen sind 2045 die dominierende Heiztechnologie, im Individualverkehr werden fast ausschlie\u00dflich batterie-elektrische Fahrzeuge eingesetzt, und der Elektrifizierungsgrad in der Industrie steigt auf rund 70 Prozent. Durch den hohen Grad der Stromnutzung in den Verbrauchssektoren ist bis 2045 mit einer Verdoppelung der Stromnachfrage in allen Bundesl\u00e4ndern zu rechnen. Zus\u00e4tzlich dazu entwickelt sich in den windreichen Bundesl\u00e4ndern Schleswig-Holstein, Niedersachsen und Mecklenburg-Vorpommern mit der heimischen Wasserstoff-Elektrolyse ein gro\u00dfer neuer Stromverbraucher. Je nach Szenario ist im Jahr 2045 mit einem Gesamtstrombedarf zwischen 1.150 und 1.650\u202fTWh zu rechnen.<\/p>\n\n\n\n

Norden liefert 2045 ein Drittel der Prim\u00e4renergie und wird zum Wasserstofflieferant<\/h4>\n\n\n\n

Windenergie und Photovoltaik erweisen sich als die zentralen St\u00fctzen der Energiewende, weshalb in den Szenarien der Ausbau der Onshore-Windenergie auch in vermeintlich windschwachen Bundesl\u00e4ndern erfolgt.<\/p>\n\n\n\n

Im technologieoffenen Szenario verdoppelt sich die installierte Onshore-Kapazit\u00e4t bis 2030 im Vergleich zu 2023 in allen Regionen. Wind-Onshore und Wind-Offshore erreichen in Summe 290 GW im Jahr 2045. Die installierte Photovoltaik-Kapazit\u00e4t steigt bis 2045 auf bis zu 420 GW.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr 2045 zeigt die Studie, dass Niedersachsen, Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern aufgrund des hohen Windkraftpotenzials ein Drittel der deutschen Prim\u00e4renergie bereitstellen und Power-to-X-Technologien stark ausgebaut werden. Die Elektrolyse wird eine zentrale Rolle in der flexiblen Stromaufnahme spielen, weshalb im Norden ein Gro\u00dfteil der erwarteten rund 65 GW Elektrolysekapazit\u00e4t installiert wird. In den von Photovoltaik gepr\u00e4gten Bundesl\u00e4ndern werden dagegen vermehrt Batteriespeicher installiert.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr eine optimale Energieverteilung zwischen dem Norden und den industriestarken Bundesl\u00e4ndern Nordrhein-Westfalen, Baden-W\u00fcrttemberg und Bayern ist neben der Wasserstoffinfrastruktur der Stromnetzausbau zentral, besonders die Nord-S\u00fcd- und Nord-West-Verbindungen. F\u00fcr Wasserstoff, der vor allem f\u00fcr Hochtemperaturprozesse und zur stofflichen Nutzung in der Industrie ben\u00f6tigt wird, sind Speicherkapazit\u00e4ten von mindestens 130\u202fTWh notwendig.<\/p>\n\n\n\n

Um die gro\u00dfen regionalen Unterschiede von Erzeugung und Bedarf auszugleichen, spielt in allen Szenarien die Flexibilisierung der Stromnachfrage eine gro\u00dfe Rolle. Flexible Gas- und Wasserstoffkraftwerke werden in allen Bundesl\u00e4ndern zur Netzstabilisierung genutzt und E-Fahrzeuge und station\u00e4re Batteriespeicher als Kurzzeitspeicher eingesetzt.<\/p>\n\n\n\n

Beschleunigter Ausbau von Energiewendetechnologien und Energieeffizienz k\u00f6nnen Transformationskosten reduzieren<\/h4>\n\n\n
\n
\"\"<\/a>
\u00a9 Fraunhofer ISE | Prim\u00e4renergiebereitstellung und Endenergiebedarfe der einzelnen Regionen f\u00fcr das Jahr 2045 im Szenario „Technologieoffen“.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Die Kosten f\u00fcr die Transformation im Vergleich zum Fortschreiben des heutigen Systems belaufen sich im Szenario \u00bbTechnologieoffen\u00ab im Mittel \u00fcber die n\u00e4chsten 25 Jahre auf rund 52 Mrd. Euro pro Jahr. Das entspricht rund 1,2 Prozent des heutigen Bruttoinlandprodukts oder \u2013 um einen anderen Vergleichsma\u00dfstab heranzuziehen \u2013 rund der H\u00e4lfte des Umsatzes des Weihnachtsgesch\u00e4fts 2023. Im Szenario \u00bbTechnologieoffen\u00ab ergeben sich f\u00fcr die Jahre 2024 bis 2045 mittlere CO2<\/sub>-Vermeidungskosten von knapp 220 Euro pro Tonne CO2<\/sub>. Im Szenario \u00bbEffizienz\u00ab sind die Transformationskosten aufgrund der geringeren Energienachfrage mit knapp 90 Euro pro Tonne CO2 <\/sub>deutlich geringer. Ein Festhalten an konventionellen Technologien sowie ein verz\u00f6gerter Ausbau von Erneuerbaren Energien im Szenario \u00bbBeharrung\u00ab f\u00fchren dagegen zu den h\u00f6chsten Transformationskosten, die in mittleren Vermeidungskosten von knapp 320 Euro pro Tonne CO2<\/sub> resultieren. Dies ergibt sich insbesondere aus den h\u00f6heren Importmengen synthetischer Energietr\u00e4ger und einem verst\u00e4rkten, f\u00fcr das Erreichen der Klimaziele notwendigen Einsatz von Negativemissionstechnologien.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n