In sieben unabhängig voneinander entstandenen Studien haben die deutschen Wissenschaftsakademien mit ihrem Projekt "Energiesysteme der Zukunft" (ESYS), der Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) und die Deutsche Energie-Agentur (Dena) untersucht, wie Deutschland seine Klimaziele für das Jahr 2050 erreichen kann. Daraus sind in einer gemeinsamen Initiative Handlungsempfehlungen an die Bundesregierung entstanden. "Es besteht dringender Handlungsbedarf. Wir brauchen schnelle, zum Teil auch unbequeme Entscheidungen. Denn je länger wir warten, desto teurer wird es", sagte Eberhard Umbach, Mitglied des ESYS-Direktoriums, bei einem Pressegespräch in Berlin. Die Bundesregierung müsse schon in den kommenden Monaten mit einem umfassenden Maßnahmenpaket den Grundstein für umfangreiche Investitionen legen.
Die Initiative hat ihre Ratschläge an die Politik in sieben Handlungsfelder aufgeteilt: erneuerbare Energien, flexible Lasten und regelbare Kraftwerke, erneuerbare synthetische Energieträger, neue Technologien im Verkehr, energieeffiziente Gebäude, die Vermeidung von Industrieemissionen sowie eine ganzheitliche Steuerung der Energiewende. "Aufgrund des Billionenbedarfs an Mehrinvestitionen kommt es für einen erfolgreichen und effizienten Klimaschutz jetzt auf passgenaue Lösungen für die unterschiedlichen Sektoren Gebäude, Verkehr und Industrie an", sagte der stellvertretende BDI-Hauptgeschäftsführer Holger Lösch. Die Industrie stehe etwa bei der Vermeidung von Prozessemissionen noch ganz am Anfang. "Da sind wir noch weit weg von skalierbaren Lösungen", so Lösch.
Ausbaukorridor auf mindestens netto 6 GW pro Jahr erhöhen
Dena-Chef Andreas Kuhlmann appellierte an die Politik, den günstigen Zeitpunkt zu nutzen. "Die Bereitschaft für einen Aufbruch ist deutlich spürbar – bei den Unternehmen, aber auch in der Gesellschaft", erklärte Kuhlmann. Vor allem das System an Steuern, Abgaben und Umlagen müsse eindeutiger auf den Klimaschutz ausgerichtet werden. "Das jetzige System ist innovationsfeindlich", so Kuhlmann. Im Mittelpunkt einer solchen Reform sollten CO2-orientierte Preissignale für alle Sektoren stehen – auch für solche außerhalb des EU-Emissionshandels wie Wärme und Verkehr. Keine neue Forderung, die zudem jüngst zumindest vom Wirtschaftsministerium auf die nächste Legislaturperiode vertagt wurde.
Kernpunkt bei den erneuerbaren Energien ist die gemeinsame Forderung, den gesetzlichen Ausbaukorridor auf mindestens netto 6 GW pro Jahr zu erhöhen. Die im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vorgesehenen Nettozubau-Raten von rund 4 GW und die zur Verfügung stehenden Flächen reichten nicht aus. Auch die beschlossenen Sonderausschreibungen würden die Lücke nicht schließen. Bis 2050 braucht Deutschland den Studien zufolge Wind- und Photovoltaikkapazitäten von mindestens 250 und bis zu 600 GW (2018: knapp 105 GW). Angesichts des chronischen Flächenmangels sei eine gemeinsame Strategie von Bund und Ländern erforderlich, die für ausreichende Flächenpotenziale durch die Ausweisung von Vorranggebieten sorgt, Abstandregelungen an den Bedarf anpasst und für Akzeptanz in der Bevölkerung wirbt.
Regelbare Kraftwerke mit Leistung zwischen 60 bis 130 GW notwendig
Um die Versorgungssicherheit für längere Zeiträume der Dunkelflaute zu gewährleisten, sind bis 2050 aus der Sicht von ESYS, BDI und Dena weiterhin regelbare Kraftwerke mit einer Leistung zwischen 60 bis 130 GW notwendig (2018: regelbarer Kraftwerkspark rund 100 GW). Diese hohen Kapazitäten seien auch angesichts einer sehr wahrscheinlichen starken Elektrifizierung im Verkehrs- und Wärmesektor notwendig. Dafür in Frage kommen vor allem flexible Gaskraftwerke und Gasturbinen, die zunächst mit Erdgas und perspektivisch mit synthetischem Gas betrieben werden sollen.
Insgesamt müsse die Bundesregierung in den kommenden Jahren die Entwicklung der Versorgungssicherheit mir einem Monitoring genau beobachten und mittelfristig die Refinanzierbarkeit von regelbaren Kraftwerken mit niedrigen Betriebsstunden am Strommarkt prüfen. Für eine weitreichende Integration der Erneuerbaren und zum Ausgleich kurzfristiger und lokaler Schwankungen seien zudem verschiedene Flexibilitätsoptionen notwendig. Und zwar stationäre elektrische Speicher (Batterien) ergänzend zu vorhandenen Pumpspeicherkraftwerken sowie eine kontinuierliche Ausweitung des Demand Side Management bei privaten und industriellen Verbrauchern.
Synthetischen Energieträger schließen die Lücke
Eine wichtige Rolle messen alle drei Studien den erneuerbaren synthetischen Energieträgern bei. Angesichts der ambitionierten Klimaziele decken sie im Jahr 2050 je nach Studie einen Bedarf von rund 200 bis 900 Terawattstunden (2017: Primärenergieverbrauch von rund 3.800 Terawattstunden). Die synthetischen Energieträger schließen die Lücke, die nicht durch Energieeffizienz oder die direkte Nutzung von Strom aus Erneuerbaren abgedeckt werden kann. Gebraucht werden sie unter anderem als Kraftstoff im Verkehrssektor, als Grundstoff in der chemischen Industrie und als speicherbarer Energieträger für die gesicherte Erzeugungsleistung im Stromsystem. Die Forderung an die Politik: gemeinsam mit Energiewirtschaft und Wissenschaft müsse die Forschung und Entwicklung von Power-to-X-technologien vorangetrieben werden.
Die Bundesregierung benötige zudem eine europäisch abgestimmte Markteinführungsstrategie, um die Technologien kontinuierlich zur Marktreife heranzuführen. Auf internationale Ebene sollten Pilotprojekte angeschoben werden, um die Chancen für einen globalen Handel mit synthetischen Energieträgern auszuloten.
Sanierungsrate auf 1,4 bis 2 Prozent hochschrauben
Für den Verkehrssektor plädieren alle drei Studien für einen differenzierten Technologiemix. Im Pkw-Bereich seien elektrische Antriebe die wichtigste Säule. Hybrid- und batterieelektrische Fahrzeuge deckten bis 2050 mehr als die Hälfte der Fahrzeugflotten ab. Darüber hinaus würden Biokraftstoffe und strombasierte, erneuerbare Kraftstoffe einen Teil der Lösung darstellen. Im Schwerlastverkehr sei der Ausgang des Technologierennens um die besten Lösungen (u.a. Wasserstoff, synthetische Kraftstoffe, Oberleitungs-Hybrid-Lkw, batterieelektrische Lkw) heute noch offen. Die Politik solle die Elektromobilität im Pkw-Bereich systematisch fördern, für den Langstreckenverkehr europäische Absprachen intensivieren und für den Flug- und Schiffsverkehr internationale Kooperationen vereinbaren.
Deutlichen Handlungsbedarf sehen die Autoren der Energiewende Studien bei der energetischen Gebäudesanierung. Bei einer Sanierungsrate von heute rund 1 Prozent würden 2050 rund acht Millionen Wohngebäude unsaniert oder gering saniert bleiben. Die Sanierungsrate müsse deshalb auf 1,4 bis 2 Prozent hochgeschraubt werden. Investitionen in die Effizienz der Gebäudehülle und Anlagentechnik müssten dabei Hand in Hand mit einer Defossilisierung der Energieträger und einer starken Nutzung von erneuerbaren Energien gehen. Elektrische Wärmepumpen und Wärmespeicher würden deutlich an Bedeutung gewinnen.
Der Staat müsse die Gebäudesanierung steuerlich fördern. Anzustreben sei ein angemessenes Niveau für die Sanierungsstandards. So sollten Bestandsgebäude, die nach nicht ausreichenden energetischen Standards saniert werden, bis 2050 ein weiteres Mal saniert werden – was zu immensen Mehrkosten führe. Zudem sollten kommunale Entscheider den Ausbau von Wärmenetzen und Wärmespeichern in urbanen Ballungsgebieten über das heutige Niveau hinaus prüfen.
Grüner Wasserstoff bei der Eisenerzverhüttung
Da etwa ein Viertel des deutschen Endenergieverbrauchs auf die Industrie zurückgeht, benötigten die Unternehmen eine weitere Steigerung der Energieeffizienz und einen Wechsel auf erneuerbare Energieträger. Investitions- und Innovationszyklen dauerten in der Industrie aber 30 Jahre – 15 Jahre für die Entwicklung, 15 Jahre für die Markterschließung. Die Politik soll die richtigen Schritte jetzt einleiten. Um die Klimaziele zu erreichen, müsse die Industrie zudem ihre heutigen Emissionen um mindestens 90 Prozent reduzieren. Dazu müssten die Betriebe aber auch ihre Prozessemissionen kappen, was aber technologisch schwierig ist.
Neue Verfahren zur Vermeidung von Prozessemissionen wie etwa der Einsatz von grünem Wasserstoff bei der Eisenerzverhüttung könnten eine Lösung darstellen. Eine Ergänzung und eine Brückentechnologie wäre die Abscheidung und Speicherung von CO2 (Carbon Capture and Storage, CCS). Dagegen hatte es allerdings bereits vor Jahren bei Pilotprojekten in der Energiewirtschaft erhebliche Proteste in der Bevölkerung gegeben.
Gezielte und ganzheitliche Steuerung durch die Politik
Bleiben am Ende die Kosten. Sollen die Treibhausgasemissionen bis 2050 um 80 Prozent gesenkt werden, steigen die Mehrkosten im Vergleich zu einem "business as usual"-Szenario je nach Studie um 15 bis 17 Mrd. Euro jährlich an. Das entspricht zwischen 0,5 bis rund zwei Prozent des heutigen Bruttoinlandsprodukts. Zwei Faktoren spielten dabei eine wichtige Rolle. So bedeuteten ehrgeizige Klimaziele höhere Kosten. Die Mehrbelastungen kletterten bei den ambitionierteren Szenarien je nach Studie auf 30 bis 100 Mrd. Euro im jährlichen Durchschnitt. Und: je später die Investitionen kommen, desto teurer wird es.
Der Transformationsprozess müsse daher unverzüglich beginnen, um die Mehrkosten niedrig und die Belastungen für Gesellschaft, Wirtschaft und Industrie so gering wie möglich zuhalten. Zudem werde sich ein Großteil der bis 2050 nötigen Mehrinvestitionen bei den heutigen Rahmenbedingungen nicht von allein einstellen. "Dafür braucht es eine gezielte und ganzheitliche politische Steuerung", lautet die Ansage an die Bundesregierung. (hil)
