RM Rudolf Müller
Bis 2050 müsste die installierte Leistung von Wind- und Photovoltaikanlagen um das vier- bis siebenfache steigen.  Foto: Pixabay

Bis 2050 müsste die installierte Leistung von Wind- und Photovoltaikanlagen um das vier- bis siebenfache steigen.  Foto: Pixabay

Hintergrundwissen
14. April 2020 | Artikel teilen Artikel teilen

Fraunhofer ISE: Energiewende machbar

Kann Deutschland seine energiebedingten Treibhausgas-Emissionen bis zum Jahr 2050 um mindestens 80 % senken? Laut einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE ist das technisch durchaus machbar. Dafür müsste die installierte Leistung von Wind- und Photovoltaikanlagen um das vier- bis siebenfache steigen.

Die Bundesregierung verfolgt mit ihrem Klimaschutzplan 2050 das Langfristziel, die Emissionen von Treibhausgasen in Deutschland bis zum Jahr 2050 um 80 bis 95 % gegenüber 1990 zu senken. Der Gebäudebestand soll bis zu diesem Zeitpunkt nahezu klimaneutral werden. Mit ihrem im Herbst 2019 beschlossenen Klimaschutzprogramm 2030 hat die Große Koalition zudem ein Zwischenziel definiert und konkrete Maßnahmen zur Erreichung dieses Zieles in den Sektoren Gebäude, Verkehr, Land- und Forstwirtschaft, Industrie, Energiewirtschaft und Abfallwirtschaft verabschiedet. Damit soll sich der Treibhausgasausstoß bis 2030 im Vergleich zum Jahr 1990 um mindestens 55 % verringern.

Energiebedingte Treibhausgas-Emissionen

Zu den Treibhausgasen zählen vor allem Kohlendioxid (CO2), aber auch Methan, Distickstoffoxid (Lachgas), teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe, perfluorierte Kohlenwasserstoffe und Schwefelhexafluorid. Sie entstehen vor allem, wenn man fossile Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas verbrennt. Nach Angaben des Umweltbundesamtes handelt es sich bei etwa 85 % der in Deutschland freigesetzten Treibhausgase um energiebedingte Emissionen. Damit sind Treibhausgase gemeint, die durch die Umwandlung von Energieträgern in Strom und Wärme entstehen.

Wie das Umweltbundesamt auf seiner Website mitteilt, entfallen rund 40 % der energiebedingten Emissionen auf den Sektor Energiewirtschaft. Dieser umfasst die öffentliche Stromerzeugung (Strom aus der Steckdose), die öffentliche Wärmeerzeugung (Heizwerke) sowie Raffinerien und Hersteller von Festbrennstoffen. Danach folgen die Sektoren Verkehr (20 % der energiebedingten Emissionen), Industrie (15 %), private Haushalte (10 %) sowie der Gewerbe-, Handels- und Dienstleistungssektor (5 %).

Klimawende technisch machbar

Beim Szenario „Suffizienz“ werden viel weniger Photovoltaik- und Windkraftanlagen benötigt als bei den drei anderen Szenarien. Grafik: Fraunhofer ISE

Beim Szenario „Suffizienz“ werden viel weniger Photovoltaik- und Windkraftanlagen benötigt als bei den drei anderen Szenarien. Grafik: Fraunhofer ISE

Ist es tatsächlich möglich, all diese energiebedingten Treibhausgase bis 2050 um 80 bis 95 % gegenüber 1990 zu senken – wie es die Bundesregierung plant? Das Fraunhofer ISE meint ja. Mehr noch: In seiner im Februar 2020 veröffentlichten StudieWege zu einem klimaneutralen Energiesystem – Die deutsche Energiewende im Kontext gesellschaftlicher Verhaltensweisen“ kommt das Institut zu dem Schluss, dass sogar eine Reduktion zwischen 95 und 100 % aus technischer und systemischer Sicht machbar wäre.

Die Forscher gehen davon aus, dass im Zuge der Abkehr von der fossilen Energieerzeugung künftig Strom zur wichtigsten Primärenergie wird – natürlich Strom auf Basis erneuerbarer Energien. Sie erwarten in den nächsten Jahrzehnten einen insgesamt stark steigenden Strombedarf und beziffern diesen mit dem zwei- bis 2,5-fachen des heutigen Wertes. Das erstaunt nicht, wenn man sich allein die gravierenden Veränderungen vor Augen führt, die im Bereich der Automobilindustrie durch den Übergang vom Verbrennungs- zum Elektromotor zu erwarten sind.

Damit die energiebedingten Treibhausgas-Emissionen bis 2050 um 95 bis 100 % sinken können, müsste nach den Berechnungen des Fraunhofer ISE die installierte Leistung von Wind- und Photovoltaikanlagen um einen Faktor vier bis sieben im Vergleich zur heute installierten Gesamtleistung ansteigen. „Die stundenscharfe Betrachtung für die nächsten 30 Jahre zeigt, dass trotz eines sehr hohen Anteils fluktuierender erneuerbarer Energien für die Strombereitstellung in jeder Stunde und in allen Verbrauchssektoren eine sichere Versorgung erreicht werden kann“, erklärt Prof. Dr. Hans-Martin Henning, Institutsleiter des Fraunhofer ISE und einer der Autoren der Studie.

Vier Szenarien

Für die Studie modellierten die Wissenschaftler den Verlauf, die technische Machbarkeit und die Kosten der künftigen Energiewende in Abhängigkeit von vier verschiedenen Szenarien gesellschaftlicher Verhaltensweisen und Einstellungen. Beim Szenario „Beharrung“ etwa gibt es in der Bevölkerung starke Widerstände gegen den Einsatz neuer Techniken im Privatbereich. In diesem Szenario sind die Menschen also zum Beispiel nicht bereit, künftig auf Verbrennungstechniken für die Wärmeversorgung in ihrem Eigenheim oder für ihr privates Auto zu verzichten.

Beim Szenario „Inakzeptanz“ haben die Forscher vor allem einen starken Widerstand gegen den Ausbau großer Infrastrukturen für die Energiewende angenommen – also zum Beispiel Protest gegen Windkraftanlagen oder Stromtrassen in der eigenen Nachbarschaft. Das für den Klimawandel deutlich günstigere Szenario „Suffizienz“ geht dagegen davon aus, dass es zu gesellschaftlichen Verhaltensänderungen kommt, die den Energieverbrauch deutlich senken. Die drei genannten Szenarien vergleicht die Studie mit dem Szenario „Referenz“, bei dem die Erreichung des Klimaziels weder gefördert noch erschwert wird.

Erhebliche Kostenunterschiede

Welches der Szenarien wird in den nächsten 30 Jahren am ehesten der Wirklichkeit entsprechen? Davon hängt natürlich ab, wie hoch Aufwand und Kosten zur Erreichung der Klimaschutzziele tatsächlich ausfallen. Die Studie kommt beispielsweise zu dem Schluss, dass beim Szenario Beharrung 2.330 Milliarden Euro an Nettomehraufwendungen erforderlich sind, um das Klimaziel zu erreichen. Beim Szenario Suffizienz sind es dagegen nur 440 Milliarden Euro. In allen Szenarien – schreiben die Forscher – fällt ein Großteil der Mehraufwendungen (zwischen 63 und 75 %) für Investitionen an, sodass nach Abschluss des Systemumbaus im Jahr 2050 diese Kosten erheblich sinken würden.


Über den Autor Roland Grimm ist seit Februar 2013 freier Journalist mit Sitz in Essen und schreibt regelmäßig Fachwissen-Artikel für BaustoffWissen. Zuvor war er rund sechs Jahre Fachredakteur beim Branchenmagazin BaustoffMarkt und außerdem verantwortlicher Redakteur sowie ab 2010 Chefredakteur der Fachzeitschrift baustoffpraxis. Kontakt: freierjournalist@rolandgrimm.com

 

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