Wissenschaftsakademien fordern Umdenken: Klimaziele nur mit sektorübergreifenden Lösungen erreichbar

Zu viele fossile Energieträger, zu wenig Fortschritte: Deutschland wird sein Klimaziel deutlich verfehlen, wenn es weitergeht wie bisher. Möglich ist das längerfristig nur durch einen klaren Kurswechsel hin zur Sektorkopplung, stellt das Akademienprojekt „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS) fest – so eine gemeinsamen Pressemitteilung von acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina und Union der deutschen Akademien der Wissenschaften. In der am 14.11.2017 veröffentlichten Stellungnahme „Sektorkopplung“ – Optionen für die nächste Phase der Energiewende fordern die Akademien, die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr stärker zu verknüpfen und mehr Erneuerbare in das System zu integrieren. Als zentrales Steuerungselement sprechen sie sich für einen einheitlichen CO2-Preis aus.

„Die Energiewende steckt fest“, konstatiert ESYS. Denn „obwohl Windkraft und Photovoltaik in den vergangenen Jahren stark ausgebaut wurden, basiert die Energieversorgung in Deutschland noch zu etwa 80 Prozent auf fossilen Energieträgern. Nur durch einen starken Ausbau der Erneuerbaren und durch einen sektorübergreifenden, wirksamen CO2-Preis kann die Energieversorgung langfristig klimafreundlich, sicher und bezahlbar werden“, zeigt das Akademienprojekt in seiner Stellungnahme. „Wir sind nicht auf dem richtigen Weg, werden in allen Details scheitern, selbst in der Photovoltaik sind wir bald nicht mehr im Plan“, erklärte Eberhard Umbach, acatech-Präsidiumsmitglied und Co-Leiter der zuständigen Arbeitsgruppe im Rahmen eines Pressegesprächs. „Die Energiewende tritt in eine neue Phase ein: Bisher stand die Stromerzeugung im Mittelpunkt. Damit fossile Energieträger bis 2050 weitgehend aus dem Energiesystem verdrängt werden können, müssen wir die Energieversorgung aber sektorübergreifend anpacken. Mit effizienten Windkraft- und Photovoltaikanlagen sowie innovativen Technologien zur Energienutzung stehen passende Werkzeuge zur Verfügung. Die neue Regierung muss nun rechtzeitig die Weichen für die Sektorkopplung in Deutschland stellen.“

Synthetische Kraftstoffe verstärkt fördern

Basierend auf Expertendiskussionen, einem Vergleich relevanter Energieszenarien und eigenen Modellrechnungen haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Akademienprojekts Trends der künftigen Energieversorgung ermittelt und daraus Optionen für Deutschland abgeleitet. Die Stellungnahme zeigt: Strom aus regenerativen Quellen wird zum dominierenden Energieträger – auch im Verkehr und in der Wärmeversorgung. „Technologien wie Elektroautos und Wärmepumpen, die Strom direkt und effizient nutzen, werden in Zukunft immer wichtiger. Wir müssen jetzt damit beginnen, sie stärker in den Markt zu bringen. Damit das System langfristig versorgungssicher bleibt, sollten sie durch Wasserstoff und synthetische Brenn- und Kraftstoffe – vor allem bei Hybrid-Lösungen – ergänzt werden, etwa für den Schiff- oder Flugverkehr sowie zum Ausgleich saisonaler wetterbedingter Engpässe“, so Hans-Martin Henning – aber: „Je mehr wir uns den 100 Prozent nähern, desto anstrengender wird es“. Der Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE hat die Arbeitsgruppe gemeinsam mit Eberhard Umbach geleitet. Auch der sprach sich für synthetische Kraftstoffe aus, „schon im Sinne der Kreislaufwirtschaft: An einem schönen und windreichen Tag haben wir bis zu 600 Gigawatt. Sollen wir die alle abregeln? Wir sollten sie  viel eher zur Wasserstoffherstellung nutzen, sollten mittels CCS und CCU CO2 verringern und synthetische Treibstoffe für lange Strecken und schweres Gerät produzieren.“

Folgt: Energiesystem ohne fossile Energieträger

Energiesystem ohne fossile Energieträger

Durch neue Anwendungen im Wärme- und Verkehrssektor könnte sich der Stromverbrauch bis 2050 fast verdoppeln. Dadurch steigen die Anforderungen an das Energiesystem:

  • Die Kapazitäten der Windkraft- und Photovoltaikanlagen müssten gegenüber heute auf ein Fünf- bis Siebenfaches anwachsen. Maßnahmen zur effizienten Nutzung von Energie können helfen, diesen Ausbau zu begrenzen und die gesellschaftliche Akzeptanz der Energiewende zu sichern.
  • Kurz- und Langzeitspeicher sowie flexible Stromnutzungsmodelle müssen die schwankende Stromerzeugung aus Wind und Sonne ausgleichen. Neben Pumpspeichern und Batterien werden flexible Elektrolyseanlagen zur Herstellung von Wasserstoff und Methan immer wichtiger. Das bereits bestehende Erdgasnetz mit den dazugehörigen Kavernen- und Porenspeichern könnte so als Langzeitspeicher genutzt werden.
  • Um die Versorgung in allen Wetterlagen und zu allen Jahreszeiten zu sichern, werden Reservekapazitäten benötigt. Ihr Umfang entspricht dem des heutigen konventionellen Kraftwerksparks. Dafür eignen sich emissionsarme Gaskraftwerke, Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, die mit Wasserstoff, Erdgas oder synthetischem Methan betrieben werden, oder Brennstoffzellen.

Kosten und Steuerungselemente – 30 bis 60 Mrd. mehr pro Jahr

Eine nachhaltige und sichere Energieversorgung kostet Geld. Die ESYS-Fachleute schätzen, dass die jährlichen Mehrkosten für die Energiewende im Mittel der kommenden drei Jahrzehnte zwischen 30 und 60 Milliarden Euro liegen werden – bei ungünstigen Bedingungen auch darüber. Das entspricht ein bis zwei Prozent des heutigen deutschen Bruttoinlandsprodukts. Durch klug gesetzte Rahmenbedingungen können unnötige Mehrkosten jedoch vermieden werden. „Wir brauchen einen einheitlichen, wirksamen CO2-Preis für alle Emissionen, aber Input-bezogen“, erklärte Karen Pittel, Leiterin des ifo Zentrums für Energie, Klima und erschöpfbare Ressourcen und Mitglied der ESYS-Arbeitsgruppe. „Nur dann kann sich regenerativ erzeugter Strom auch am Markt gegen fossile Energieträger durchsetzen, und klimaschonende Technologien können sich etablieren.“

ETS ausweiten oder CO2-Steuer

Das Akademienprojekt schlägt daher vor, das europäische Emissionshandelssystem auf alle Sektoren auszuweiten und einen Preiskorridor festzulegen. Gelingt dies nicht, könnte eine europaweite oder nationale CO2-Steuer eingeführt werden. Durch diese Maßnahmen wäre die Entwicklung der CO2-Preise besser planbar und würde Unternehmen verlässliche Anreize geben, in klimafreundliche Technologien zu investieren. Gleichzeitig sollte das bestehende System an Umlagen, Abgaben und Steuern reformiert und verschlankt werden.

„Ein gemeinsamer CO2-Preis könnte allen Parteien schmecken: Denen, welche die Marktwirtschaft erhalten wollen,  ebenso wie denen, die den Kohleausstieg beschleunigen wollen“, sagte Umbach. Ein einheitlicher CO2-Preis ist aber kein Allheilmittel. Denn – so Pittel – „wir hängen nun mal ab vom Rest der Welt ab, was die Preise der fossilen Energiegträger anbelange: Wenn viele andere Länder kaum Klimapolitik betreiben, verteuern sich die Fossilen – im umgekehrten Fall werden sie billiger.“ Flankierende Maßnahmen sind notwendig, um Hemmnisse zu überwinden. Dazu zählt die Forschungs- und Entwicklungsförderung ebenso wie Marktanreizprogramme, Steuererleichterungen oder ordnungsrechtliche Vorgaben, die allerdings laufend evaluiert werden sollten.

Umbach blickte abschließend in die Zukunft: „Das Thema wird für sämtliche Wahlen bis 2050, ja bis 2100 wichtig sein. Schon bei 30 Euro pro Tonne werden die Kohlekraftwerke allmählich aus dem Markt gehen. Die Politik  muss die Ziele von COP23 endlich ernstnehmen.“

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