Einsparungen von 70 Milliarden Euro pro Jahr m\u00f6glich \u2013 aber auch ohne Ausbau von \u00dcbertragungsnetzen w\u00e4re Energiewende in Europa machbar.<\/p>\n\n\n\n
Ein paralleler Ausbau von Wasserstoff- und Stromnetzen k\u00f6nnte nicht nur erneuerbare Energie aus den sonnigsten und windigsten Regionen Europas in die bev\u00f6lkerungsreichen Industriezentren bringen, sondern w\u00e4re auch am g\u00fcnstigsten und k\u00f6nnte europaweit j\u00e4hrlich bis zu 70 Milliarden Euro einsparen. Ein klug geplantes Wasserstoffnetz k\u00f6nnte dabei zu fast 70 Prozent aus vorhandenen Gasleitungen gebaut werden. Doch auch ohne jeglichen Ausbau der \u00dcbertragungsnetze w\u00e4re die Energiewende hin zu erneuerbaren Energiequellen m\u00f6glich. Und das ohne Energieimporte. <\/p>\n\n\n\n
Dies sind die zentralen Ergebnisse einer umfassenden Modellanalyse der europ\u00e4ischen Energienetze durch Forschende der TU Berlin und der Universit\u00e4t Aarhus. Sie wurde am 12.07.2023 im Fachjournal \u201eJoule\u201c ver\u00f6ffentlicht.<\/a><\/p>\n\n\n\n \u201eUnsere Open-Source-Software mit dem Namen \u201aPyPSA\u2018 ist ein Planungswerkzeug f\u00fcr Energiesysteme\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Fabian Neumann vom Fachgebiet \u201eDigitaler Wandel in Energiesystemen\u201c der TU Berlin. Er begleitet die Entwicklung von PyPSA zusammen mit dem Fachgebietsleiter Prof. Dr. Tom Brown seit 2018. Ihr auf PyPSA basierendes Modell des europ\u00e4ischen Energiesystems verf\u00fcgt \u00fcber eine umfangreiche Datenbasis: Es kombiniert Wetterdaten, die f\u00fcr Solar- und Windenergie relevant sind, mit der Architektur der Energienetze in den verschiedenen L\u00e4ndern und mit den verf\u00fcgbaren Fl\u00e4chen f\u00fcr den Ausbau von Photovoltaik und Windenergie. \u201eDies beinhaltet auch die Regionen, in denen Wasserstoff in unterirdischen Salzkavernen gespeichert werden k\u00f6nnte, sowie die Standorte von Industrieanlagen, wo CO2 aus Industrieprozessen abgeschieden werden kann\u201c, sagt Neumann. \u201eSo k\u00f6nnen wir bestimmen, was es braucht, um kosteneffizient bis sp\u00e4testens Mitte des Jahrhunderts nicht nur den Stromsektor, sondern auch den Geb\u00e4udesektor, Mobilit\u00e4t und Industrie auf Netto-Null-CO2-Emissionen zu bringen.\u201c<\/p>\n\n\n\n Das Modell optimiert daf\u00fcr nicht nur die Standorte f\u00fcr die Stromerzeugung aus Wind und Sonne und den dazu passenden Netzausbau, sondern auch die Platzierung von Energiespeichern, Elektrolyseuren und Power-to-X-Anlagen, in denen CO2 mit Hilfe von erneuerbaren Energien in Kohlenwasserstoffe f\u00fcr die Industrie umgewandelt wird. Weil die Ergebnisse von PyPSA durch den Open-Source-Ansatz besonders transparent sind, wurde die Verwendung der Software auch k\u00fcrzlich durch die EU-Kommission f\u00fcr die Bewertung von Wasserstoffprojekten ausdr\u00fccklich empfohlen.<\/p>\n\n\n\n \u201eDas Besondere an PyPSA ist, dass das Tool so entwickelt wurde, dass viele verschiedene Regionen und Wetterbedingungen gleichzeitig ber\u00fccksichtigt werden k\u00f6nnen. Genau das, was man f\u00fcr die Modellierung der gesamteurop\u00e4ischen Energiewende mit hohen Anteilen von Wind- und Solarstrom braucht\u201c, sagt Fabian Neumann. \u201eUnsere Studie erscheint nun gerade zum richtigen Zeitpunkt, denn das Wirtschaftsministerium hat k\u00fcrzlich Pl\u00e4ne f\u00fcr den Ausbau eines deutschen Wasserstoffnetzes vorgelegt.\u201c Zuvor hatte bereits 2020 die europ\u00e4ische Gasindustrie einen Vorschlag f\u00fcr den sogenannten Europ\u00e4ischen Wasserstoff-Backbone gemacht, also ein R\u00fcckgrat an Leitungsinfrastruktur f\u00fcr eine m\u00f6gliche Wasserstoffwirtschaft der Zukunft.<\/p>\n\n\n\n \u201eIn unserer Studie haben wir vier verschiedene Netzausbauszenarien f\u00fcr ein CO2-neutrales europ\u00e4isches Energiesystem betrachtet. Den ausschlie\u00dflichen Ausbau des Stromnetzes, den alleinigen Aufbau eines Wasserstoffnetzes, den Ausbau beider Netze sowie den Fall, dass keinerlei Ausbau der Netzinfrastruktur stattfindet\u201c, erz\u00e4hlt Neumann. Das \u00fcberraschende Ergebnis: In allen vier F\u00e4llen w\u00e4re eine Energiewende hin zur ausschlie\u00dflichen Versorgung mit Hilfe von erneuerbaren Energien machbar. Und das, obwohl keine Energieimporte von au\u00dferhalb Europas angenommen wurden. \u201eUnsere Analyse zeigt au\u00dferdem, dass zwischen 64 und 69 Prozent eines zuk\u00fcnftigen Wasserstoffnetzes sinnvoll aus umger\u00fcsteten Erdgasleitungen entstehen k\u00f6nnten, was nat\u00fcrlich Baukosten spart.\u201c Dieses Ergebnis w\u00fcrde sich auch recht gut mit den Annahmen im Wasserstoff-Backbone decken.<\/p>\n\n\n\n W\u00fcrde man nahezu vollst\u00e4ndig auf erneuerbare Energiequellen umsteigen und daf\u00fcr ausschlie\u00dflich das Stromnetz in Europa ausbauen, k\u00f6nnte man gegen\u00fcber dem Szenario mit heutigem Netz sechs bis acht Prozent der gesamten Kosten f\u00fcr die Energieversorgung in Europa einsparen. Hierin sind auch schon die Kosten f\u00fcr den Ausbau des Stromnetzes mit eingerechnet, das sich daf\u00fcr mehr als verdoppeln m\u00fcsste. Die Einsparung ergibt sich vor allem daraus, dass die g\u00fcnstigsten Standorte f\u00fcr die Stromerzeugung aus Wind und Sonne genutzt werden k\u00f6nnten, der Strom auf dem direkten Weg an die dicht besiedelten Industriezentren mit hohem Verbrauch herangef\u00fchrt w\u00fcrde und auch \u00f6rtliche Schwankungen der Winderzeugung ausgeglichen werden k\u00f6nnten. \u201eIrgendwo in Europa weht fast immer der Wind\u201c, erkl\u00e4rt Neumann.<\/p>\n\n\n\n W\u00fcrde man nur das Gasnetz in ein Wasserstoffnetz umwandeln und einige zus\u00e4tzliche neue Wasserstoffleitungen bauen, w\u00e4ren Einsparungen von zwei bis drei Prozent der Gesamtkosten f\u00fcr das Energiesystem in Europa m\u00f6glich. Der geringere Effekt erkl\u00e4rt sich dabei vor allem aus der Tatsache, dass f\u00fcr die Herstellung von gr\u00fcnem Wasserstoff der Strom aus Windkraft und Solaranlagen genutzt wird, der sonst direkt ins Stromnetz eingespeist werden k\u00f6nnte. Durch diesen zus\u00e4tzlichen Umwandlungsschritt ergeben sich vermeidbare Energieverluste, sofern der Wasserstoff nicht sowieso weiterverarbeitet oder l\u00e4ngerfristig in Salzkavernen gespeichert werden soll. Strom ist dagegen flexibler einsetzbar, zum Beispiel auch f\u00fcr den Betrieb von W\u00e4rmepumpen oder Elektroautos. \u201eAm vorteilhaftesten w\u00e4re eine Kombination aus dem Ausbau von Strom- und Wasserstoffnetz\u201c, erkl\u00e4rt Fabian Neumann. Geschickt kombiniert, w\u00e4ren so Einsparungen von bis zu zehn Prozent m\u00f6glich. \u201eDas Stromnetz m\u00fcsste sich hierf\u00fcr allerdings immer noch in etwa verdoppeln\u201c, sagt Neumann. \u201eJedoch k\u00f6nnte dies mit h\u00f6herer gesellschaftlicher Akzeptanz geschehen, wenn stark umstrittene Stromtrassen gegebenenfalls mit Hilfe des Wasserstoffnetzes umgangen werden k\u00f6nnten.\u201c<\/p>\n\n\n\n \u201eEine Einsparung von zehn Prozent entspr\u00e4che etwa 70 Milliarden Euro pro Jahr in Europa\u201c, rechnet Neumann vor. Und weil die gesellschaftlich tragf\u00e4higsten L\u00f6sungen f\u00fcr den Infrastrukturausbau aus einer Vielzahl an Alternativen gew\u00e4hlt werden k\u00f6nnten, w\u00fcrde sich m\u00f6glicherweise der Prozess der Energiewende beschleunigen. \u201eDie Baukosten sowohl f\u00fcr Strom- wie auch f\u00fcr Wasserstoffleitungen, vor allem bei Umbau der Erdgasnetze, fallen bei der Gesamtkostenrechnung nicht gro\u00df ins Gewicht, man kann hier also recht flexibel entscheiden.\u201c<\/p>\n\n\n\n Es werde immer wichtiger, den Ausbau von Energieinfrastruktur l\u00e4nder- und sektoren\u00fcbergreifend zu koordinieren, betont Neumann. \u201eUm Klimaneutralit\u00e4t kosteneffizient erreichen zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen die Standorte von Energieerzeugung, -transport, -umwandlung und -speicherung verst\u00e4rkt integriert geplant werden, da sie stark voneinander abh\u00e4ngen.\u201c Dies ist eine zentrale Forderung der Forschenden an die Politik. L\u00e4nder des s\u00fcdlichen Europas wie Spanien, Italien und Griechenland w\u00fcrden als Exporteure von Solarstrom oder Wasserstoff sehr von gut ausgebauten Netzen aus diesen L\u00e4ndern in die europ\u00e4ischen Industrieregionen profitieren. Genauso k\u00f6nnten auch Anrainer der Nord- und Ostsee mit einer guten Netzanbindung auf Energieexporte aus Offshore-Windparks setzen. \u201eAllerdings w\u00e4re es f\u00fcr L\u00e4nder mit einer hohen Kapazit\u00e4t an erneuerbaren Energien auch eine Option, verst\u00e4rkt energieintensive Industrien durch niedrige Energiepreise anzuwerben. Sie h\u00e4tten dann wenig Interesse an einem ambitionierten Netzausbau.\u201c Die verschiedenen Interessen sollten also so miteinander vereinbart werden, dass alle von der Transformation des Energiesystems profitieren.<\/p>\n\n\n\n Zudem m\u00fcssen insbesondere in Szenarien ohne Netzausbau Elektroautos, W\u00e4rmepumpen und Elektrolyseure flexibel auf Netzschwankungen reagieren k\u00f6nnen. \u201eDies setzt unser Modell voraus. Es bedarf also einer weitreichenden Digitalisierung des Energiesystems durch den fl\u00e4chendeckenden Einbau von Smartmetern und der Einf\u00fchrung von regionalen dynamischen Stromtarifen\u201c, erkl\u00e4rt Fabian Neumann.<\/p>\n\n\n\n TU Berlin \/ Technische Universit\u00e4t Berlin 2023<\/a><\/p>\nWirtschaftsministerium beschlie\u00dft Ausbau eines zentralen Wasserstoffnetzes in Deutschland bis 2032<\/h4>\n\n\n\n
Gute Nachrichten f\u00fcr die Energiewende<\/h4>\n\n\n\n
Am g\u00fcnstigsten w\u00e4re ein Ausbau von Strom- und Wasserstoffleitungen<\/h4>\n\n\n\n
Einsparungen von bis zu 70 Milliarden Euro \u2013 Energiewende aber auch ohne Netzausbau technisch umsetzbar<\/h4>\n\n\n\n
Forschungsergebnisse verdeutlichen Wichtigkeit einer integrierten Planung der europ\u00e4ischen Energiewende<\/h4>\n\n\n\n
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Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n