Das »Barometer der Energiewende«

Kernaussagen:

• Zur Deckung der Endenergie in 2050 sind verschiedene Szenarien möglich. Die Maßnahmen sollten aus heutiger Sicht immer hinlänglich robust sein, so dass heutige Entscheidungen auch im Hinblick auf eine unsichere zukünftige Entwicklung immer eine Klimazielerreichung garantieren. So ist z.B. eine hohe Effizienz für Gebäudewärme und Verkehr anzustreben [1].
• Aktuelle Entscheidungen in Bezug auf den Ausbau der Erneuerbaren Energien sollten im Zweifelsfall eine vollständig erneuerbare Versorgung ermöglichen. Dies sollte auch der Fall sein, wenn im Bereich der Sanierung (z.B. wegen demografischem Wandel) oder im Bereich des motorisierten Individualverkehres (z.B. wegen Nutzerpräferenzen) ambitionierte Ziele in den nächsten Dekaden verfehlt werden.
• Wenn die Effizienzziele [2, 3] dagegen erreicht werden, können entweder die Klimaziele [1, 4, 5] früher erreicht werden, oder es müssen geringere Mengen an PtX importiert werden. Zusätzlich kann die Importabhängigkeit von Wasserstoff oder synthetischen Kraftstoffen durch eine höhere nationale Erzeugung reduziert werden.
• Grundsätzlich ist eine Maximierung der direkten Stromnutzung (Wärmepumpen, Elektromobilität, elektrische Industrieprozesswärme) anzustreben, sowohl hinsichtlich der Realisierbarkeit als auch hinsichtlich der Kosten.
• Eine aktuelle Diskussion zur Etablierung einer zentralen Wasserstoffinfrastruktur und Wasserstoffwirtschaft wurde dabei aktuell mit aufgenommen. Wasserstoff bietet gegenüber der Weiterverarbeitung zu Power-to-Gas oder Power-to-Liquid wichtige Effizienz- und Kostenvorteile.
  

Details des Szenarios 2050

Gebäudewärme

• Die Sanierung der Gebäude ist in der Praxis regional sehr unterschiedlich (ländlich strukturschwache Bereiche beim demografischem Wandel vs. stabile bzw. Wachstums-Regionen).
• In Summe werden 500 TWh Gebäudewärme Endenergie inkl. Industriegebäude unterstellt, was eher eine moderate Sanierungsrate darstellt [1].
• Grundsätzlich gilt jedoch, dass moderne Wärmepumpen auch teilsanierte und unsanierte Gebäude versorgen können.
• 30 % der Endenergie ist Fernwärme, fast 70 % wird durch dezentrale Wärmepumpen gespeist. Die Gebäudewärme wird langfristig nur aus Wärmepumpen und Wärmenetzen gedeckt [1].

Verkehr

• Ein hohes Verkehrsaufkommen im Straßenverkehr ist aus heutiger Sicht wahrscheinlich und durch E-Mobilität auch effizient (energetisch/wirtschaftlich) zu versorgen.
• Der brennstoffbasierte Flug- und Seeverkehr hingegen wird durch PtL hohe Kostensteigerungen aufweisen. Entsprechend wird ein Verkehrsvermeidungs-Szenario in diesem Bereich unterstellt.
• Pkw fahren in 2050 fast ausschließlich elektrisch (vollelektrische- sowie Hybrid-Fahrzeuge mit hohen elektrischen Fahranteilen).
• Für Lkw wird eine Kombination aus Oberleistungs-Infrastruktur, für elektrische Lkw und Wasserstoff-Infrastruktur für H2-Lkw unterstellt.
  

Industrie

• Maximierung der direkten Elektrifizierung in Hochtemperaturprozessen. Zudem werden Dampf- und Warmwasser fast vollständig über Strom versorgt.
• Wasserstoff wird technologisch sehr progressiv in sonstigen Hochtemperaturprozessen eingesetzt; Biomethan nur für den Restgasbedarf.
  

Rückverstromung

• Es wird Wasserstoff (H2) statt Methan (CH4) sowohl für Gasturbinen, als auch für KWK in Fernwärme und für Industrieprozesswärme eingesetzt.

Nichtenergetischer Verbrauch

• Einsparungen gegenüber heute sind durch Kunststoffrecycling möglich.
• Wasserstoff wird zu Ethylen auf Basis von CO2 z.B. aus der Zementindustrie (CCU1) verwertet, und es wird Biomasse eingesetzt.

Biomasse und solare Umweltwärme

• Es erfolgt eine moderate Biomassenutzung der nationalen Potenziale von 300 TWh Primärenergie ohne Importe [1].
• Durch die begrenzte Biomasse wird es notwendig, in PtX-Exportregionen CO2 aus der Luft abzuscheiden, da trotz einer Maximierung der H2-Nutzung ein PtL-Importbedarf für Flug- und Schiffsverkehr verbleibt.
• Solarthermie kann insbesondere auch in der Form von günstigen Solarabsorbern für die Regeneration des Erdreiches bei Erdsonden eingesetzt werden und die Effizienz von Wärmepumpen deutlich steigern.

Stromverbrauch in Deutschland

• Eine Wasserstofferzeugung auf Basis von Stromspitzen kann auch mit günstigen H2-Importen wettbewerbsfähig sein. Das energetische Potenzial ist aber begrenzt.
• Weitere Synergien für eine nationale Wasserstoffproduktion ergeben sich aufgrund der technischen Restriktionen und Kosten bei der Netzanbindung und dem Nord-Süd-Transport von Offshore-Windstrom.
• Es werden hohe H2- und PtL/PtG-Mengen importiert.
• Für ein kostenoptimales System sind ca. 900 TWh Stromerzeugungspotenzial in Deutschland aus heutiger Sicht eine bindende Zielgröße [1].

Quellenhinweise

Die Liste der verwendeten Quellen - die Verweise als Zahlen in eckigen Klammern im Text - finden Sie auf der folgenden Seite oder als PDF zum download.