Wie der Weg in die Klimaneutralität aussehen kann

Das Projekt „Langfristszenarien für die Transformation des Energiesystems in Deutschland“ zeigt Szenarien auf, wie das Energiesystem dekarbonisiert und das Ziel der Treibhausgasneutralität bis 2045 erreicht werden kann. Das Projekt läuft im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums (BMWK). Dafür haben unter anderem das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI), die Unternehmensberatung Consentec, das Heidelberger Ifeu-Institut sowie der Lehrstuhl für Energie- und Ressourcenmanagement an der TU Berlin Szenarien entwickelt.

Die Forschenden haben sich dabei auf drei Hauptszenarien konzentriert. Die Modellierung umfasst das gesamte Energiesystem, also die Erzeugung von Strom, Wärme und Wasserstoff sowie die Nachfrage nach Energie in den Sektoren Industrie, Verkehr, Gebäude und Geräte. Die Energieinfrastrukturen für Gas und Strom wurden ebenfalls mit modelliert.

Die drei Hauptszenarien wurden folgendermaßen eingeteilt: Hinter dem Szenario T45-PtG/PtL steckt der verstärkte Einsatz von Power-to-Gas- und Power-to-Liquid-Technologie bis 2045, T45-H2 steht für einen fokussierten Wasserstoffeinsatz und T45 Strom beleuchtet den Stromeinsatz bis 2045. Weitere Szenarien beschäftigen sich zudem mit synthetischen Kohlenwasserstoffen, weniger Gasverbrauch und dem Thema Effizienz.

Bedarf an Netzen und Effizienz steigt

Bei den modellierten Szenarien zeigen sich Unterschiede, es gibt aber auch Gemeinsamkeiten. Der Stromverbrauch steigt in allen Szenarien deutlich und liegt laut den Ergebnissen im Jahr 2045 zwischen 710 Millionen MWh und rund 1 Milliarde MWh. Auch der Wasserstoffbedarf bleibt ebenfalls hoch – egal in welchem Szenario. Die Treiber seien hier die Chemie- und Stahlindustrie. Der Bedarf an Wasserstoff könnte im Jahr 2045 bei bis zu 655 Millionen MWh liegen.
Auch der Bedarf an Wärmenetzen und Wärmepumpen steigt in den Szenarien. Die Rolle von Großwärmepumpen wird bereits ab 2030 dominant sein, so die Ergebnisse der Autoren. Daneben wird die KWK eine wesentliche Technologie bleiben. Wärmepumpen und Wärmespeicher seien in allen Szenarien allerdings die Schlüsseltechnologien.

Bis ins Jahr 2045 muss laut den Studienautoren das Übertragungsnetz zudem verstärkt ausgebaut werden. Die zusätzlich erforderlichen Maßnahmen liegen verglichen zum NEP 2021-2035 um ein Vielfaches höher. In allen Szenarien sei ein erheblicher zusätzlicher Ausbau bereits bis 2035 erforderlich: rund ein Drittel zusätzlich zu den Planungen nach dem derzeit bestätigtem NEP. 

Deutschland wird auch künftig Strom importieren – je nach Szenario aber unterschiedliche Mengen und auch die Art des Hauptenergieträgers variiert. Für die Systemsicherheit sei also eine engere Zusammenarbeit mit den anderen europäischen Staaten notwendig. Der Flächenbedarf im Ausland für die deutsche Energieversorgung werde insbesondere bei PtG/PtL-Importen erheblich sein.

Neben dem Ausbau der Netzinfrastruktur seien die weitere Elektrifizierung der Sektoren sowie eine Steigerung der Energieeffizienz essenziell für das Erreichen der Klimaziele im Jahr 2045. Insbesondere weniger Engagement bei der Effizienz könne die Klimaziele gefährden. Im Industriesegment biete etwa die direkte Elektrifizierung für große Bereiche der Prozesswärme Effizienzvorteile.

Weitere Informationen erhalten Interessierte auf der Webseite „langfristszenarien.de“. Es werden in den nächsten Tagen außerdem weitere Webinare zu den Ergebnisse angeboten.