Klimaneutralität: Deutsche Energie-Agentur veröffentlicht neue Leitstudie

Foto: panthermedia.net/ Olivier-Le-Moal (YAYMicro)

Anhand eines zentralen Szenarios (Szenario Klimaneutralität 100, KN100) zeigt die Studie „Aufbruch Klimaneutralität“ wie die Sektorziele im Jahr 2030 und Klimaneutralität im Jahr 2045 erreicht werden können. Ebenso gibt sie einen Ausblick welche Energieträger und Technologien in welchen Mengen benötigt werden und skizziert die notwendigen transformatorischen Veränderungen. Zehn wissenschaftliche Institute und ein 45-köpfiger Beirat mit hochrangigen Vertretern aus Wissenschaft, Politik und Gesellschaft haben im Rahmen der Studie ihre Expertise eingebracht, mehr als 70 Unternehmen ihre Branchenerfahrungen und Markteinschätzungen abgegeben. Gemeinsam haben sie untersucht, welche Technologiepfade aus der gegenwärtigen Perspektive realistisch sind und welche Rahmenbedingungen es braucht, um diese bis 2045 in einem integrierten klimaneutralen Energiesystem in Deutschland zu realisieren. Dabei wurden konkrete Lösungsansätze und CO₂-Reduktionspfade für einzelne Sektoren (Bau, Energieerzeugung, Industrie, Verkehr) analysiert und identifiziert. „Die dena-Leitstudie liefert der zukünftigen Bundesregierung eine praxisorientierte Perspektive zur Erreichung von Klimaneutralität bis 2045. In Ergänzung zu einer umfassenden und ausdifferenzierten Analyse wurden insgesamt 84 Aufgaben in zehn zentralen Handlungsfeldern identifiziert, die eines gemeinsam haben: Jede einzelne Aufgabe ist machbar“, sagt Andreas Kuhlmann, Vorsitzender der Geschäftsführung der dena. Die tatsächliche Herausforderung aber liege in der erforderlichen parallelen Orchestrierung all dieser Aufgaben.

Vier „E“ für das Erreichen der Klimaneutralität : Mehr Energieeffizienz, höhere Elektrifizierung, weitere Energieträger und weniger Emissionen

Um Klimaneutralität zu erreichen, ist aus technologischer Betrachtung laut dena eine Vier-Säulen-Strategie erforderlich: Die Erhöhung der Energieeffizienz ist eine wesentliche Maßnahme in allen Verbrauchssektoren, insbesondere in der Industrie und im Gebäudesektor. Für den umfassenden direkten Einsatz von erneuerbaren Energien ist in vielen Anwendungsbereichen neben der Energieeffizienzverbesserung eine breite und deutlich beschleunigte Elektrifizierung eine Grundvoraussetzung. Neben Strom werden erneuerbare gasförmige und flüssige Energieträger und Rohstoffe benötigt. Als vierte Säule brauche es technische und natürliche CO₂-Senken. „Wir werden nicht alle Emissionen vermeiden können, insbesondere in der Landwirtschaft und der Industrie. Daher muss die zukünftige Bundesregierung schnell eine Strategie für den Ausbau vorhandener und die Erschließung neuer natürlicher und technischer Senken entwickeln“, so Kuhlmann. „Diese vier Säulen haben unterschiedliche zeitliche Perspektiven. Ihnen allen ist gemein, dass sie erhebliche Anstrengungen in den Aufbau entsprechender Infrastrukturen bedürfen. Das gilt für Strom, Gas, Wasserstoff, Wärmenetze und CO₂ in gleicher Weise wie für die Verkehrsinfrastruktur, die Digitalisierung und die administrative Infrastruktur, gegenwärtig eine der Hauptblockaden für das Aufnehmen neuer Dynamik“, erklärte Kuhlmann.

Gebäudesektor: Wärmeversorgung schnellstens dekarbonisieren

Der Gebäudebereich steht in der Reihenfolge der in der dena-Studie betrachteten CO₂-Emittenten zwar hinter der Energieversorgung, der Industrie und dem Verkehrssektor nur auf Platz 4, die CO₂-Emissionen müssten dennoch alleine bis 2030 um 44 % sinken (von rund 120 auf rund 67 Millionen Tonnen Kohlendioxid-Äquivalente). Der Großteil der Minderungen (46,5 Millionen Tonnen Kohlendioxid-Äquivalente) entfalle auf Maßnahmen an der Gebäudehülle und technische Anlagen. Der Einsatz von Wärmepumpen, der Ausbau der Anschlüsse an Wärmenetze müsse massiv vorangetrieben werden, so die dena. Im Szenario KN100 werden für das Jahr 2030 bereits 4,1 Millionen Gebäude mit Wärmepumpen versorgt, im Jahr 2045 sieht die Studie neun Millionen Wärmepumpen. In 2030 werden 1,3 Millionen weitere Wohnungen (gegenüber 2019) durch Wärmenetze versorgt werden, 2045 sind es dann 2,7 Millionen. Auch der Einsatz von klimaneutralen Brennstoffen müsse sich schon bis 2030 mehr als verdreifachen, von heute neun auf dann 32 Terawattstunden, so die Experten. Bis 2045 erfolgt ihnen zufolge eine weitere Vervierfachung auf 120 Terawattstunden. Aufgrund der Vielschichtigkeit des Gebäudesektors mit seinen sehr spezifischen Herausforderungen sei ein klimaneutraler Gebäudebestand ohne Wasserstoff und klimaneutrale Gase aus heutiger Sicht nicht denkbar. Eine besondere Herausforderung sei der dafür erforderliche Umbau der Infrastruktur: „Um Klimaneutralität im Gebäudebestand zu erreichen, braucht es tiefgreifende Veränderungen mit hoher Geschwindigkeit. Gebäude mit dem schlechtesten Standard müssen zuerst angepackt, Sanierungsverfahren standardisiert, massiv intensiviert und die Wärmeversorgung schnell dekarbonisiert werden“, so Kuhlmann.

Energieversorgung: Erneuerbare Stromkapazitäten bis 2030 mehr als verdoppeln

Der aktuell größte CO₂-Emittent aber ist die Energieversorgung. Reduktionen müssen hier am stärksten und am schnellsten erfolgen, so die Studie (von 308 Millionen Tonnen Kohlendioxid-Äquivalente in 2018 auf 104 Millionen Tonnen Kohlendioxid-Äquivalente in 2030 und auf minus acht Millionen Kohlendioxid-Äquivalente in 2045). Zentral sei dabei, dass sich die erneuerbaren Stromkapazitäten bereits bis 2030 mehr als verdoppeln müssen. Beispielsweise müsste die installierte Leistung von Solarenergie von 45 Gigawatt auf 131 GW, Windenergie an Land von 52 GW auf 92 GW, steigern. Die Kohleerzeugung werde 2030 marktgetrieben kaum noch eine Rolle spielen, die Nutzung von Erdgas in der Stromerzeugung nehme hingegen bis 2030 zu. Bereits dieser ‚Fuel Switch‘ trage bis 2030 erheblich zur Emissionsminderung in der Energiewirtschaft bei, so die dena. Wasserstoff und Powerfuels werden bis 2030 demzufolge nur eine geringe Rolle spielen. Der Aufbau entsprechender Infrastruktur und Märkte sei aber unabdingbar, denn die Rückverstromung von grünem Wasserstoff werde 2045 nach Windkraft und Photovoltaik zur drittwichtigsten Stromerzeugungsquelle. Bis 2035 spiele blauer Wasserstoff eine, wenn auch geringe Rolle, danach gehe er sukzessive aus dem Markt, so die Einschätzung der Experten. „Um Klimaneutralität in der Energieversorgung zu erreichen, braucht es den beschleunigten, marktbasierten Ausbau der erneuerbaren Energien durch eine Vereinheitlichung und Vereinfachung von Genehmigungsverfahren und die Bereitstellung von mehr Flächen. Parallel müssen bis 2030 leistungsfähige Märkte und Infrastrukturen für Powerfuels entstehen. Wichtig ist vor allem eine aktive Begleitung des vorzeitigen Ausstiegs aus der Kohleverstromung. Dabei gilt es eine Reihe von technologischen Anforderungen zu beachten, die in einem gesonderten Exkurs im Detail in der Studie dargelegt werden“, so Kuhlmann. Dazu gehört auch: Versorgungssicherheit in der Transformation erfordert ein neues Konzept mit dem Zubau von gesicherter Leistung und Anreizen für Flexibilitäten. Ohne einen entsprechenden Mechanismus für die Sicherung neuer Kapazitäten werde das nicht möglich sein. Auch auf den Ausbau der Stromnetze und die Wärmeversorgung kommen dabei immense Herausforderungen zu, die eine Reihe von absichernden Mechanismen erforderlich machen.

Verknüpfung von Maßnahmen in verschiedenen Handlungsfeldclustern

Es reiche aber nicht aus, Transformationspfade in einem Handlungsfeld oder einem Sektor zu beschreiten, so Kuhlmann. Vielmehr brauche es die Verknüpfung von Maßnahmen in verschiedenen Handlungsfeldclustern. Deshalb zeigt die dena-Studie die Notwendigkeit eines zielführenden Energiemarktdesigns auf, das die Transformation beschleunigt und möglichst effektiv Investitionen in klimaneutrale Technologien und Infrastrukturen auslöst. Dabei spielt ein CO₂-Preis mit mehr Lenkungswirkung, die Angleichung staatlich induzierter Preisbestandteile und der Aufbau einer integrierten Infrastrukturplanung eine zentrale Rolle. „Grundlage des Gelingens wird sein, die unterschiedlichen Technologiepfade offen zu halten und keine frühzeitigen Vorfestlegungen zu treffen, die Optionen zur Erreichung der Klimaziele unnötigerweise einschränken. Alle Optionen, innovative Technologien zu identifizieren, zu unterstützen und zu skalieren müssen massiv vorangetrieben werden. Aber auch durch die Nachfrageseite sollten Innovationen zur Erreichung von Klimaneutralität gestärkt werden, beispielsweise durch eine auf klimaneutralen und innovativen Technologien beruhende Beschaffung der öffentlichen Hand. Die Steigerung von Forschung und Entwicklung sind ebenso notwendig“, sagt Kuhlmann.

Große Bedeutung für die Erreichung der Klimaneutralität habe zudem die europäische Ebene, denn sie setze maßgebliche übergeordnete rechtliche Rahmenbedingungen. „Die Studie verdeutlicht, dass die Energiewende stärker europäisch und international gedacht werden muss. Deutschland sollte bei der Umsetzung des ‚Fit for 55‘-Pakets zum Vorreiter werden, die nationale Energiepolitik den europäischen ‚Green Deal‘ als Leitbild nehmen. Entsprechende Initiativen wie der ‚Klimaclub‘ sollten weiter forciert, die europäische integrierte Infrastrukturentwicklung vorangetrieben und die internationalen Energiepartnerschaften insbesondere im Bereich Wasserstoff ausgeweitet werden“, rät der Vorsitzender der dena-Geschäftsführung. „Allein die radikale Veränderung der Importe von Energie und ein Blick auf die damit verbundenen geopolitischen Herausforderungen unserer Partnerländer macht deutlich, dass Klimapolitik eine zentrale Aufgabe für den oder die nächsten Außenminister/in sein muss.“

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