Barometer der Energiewende 2019 des Fraunhofer Instituts veröffentlicht

Barometer der Energiewende 2019 des Fraunhofer Instituts veröffentlicht

Erneuerbare Energien gelten derzeit als alternativlos hinsichtlich eines emissionsfreien Energiesystems. Windkraft- und Photovoltaikanlagen besitzen ein hohes technisches Nutzungspotenzial und liefern direkt, effizient und günstig elektrischen Strom an die Kunden.

Der Zubau bei der Photovoltaik lag in 2018 bei 2,3 GW. Um die in Paris vereinbarten Klimaziele einer 95%igen Minderung von Treibhausgasen noch erreichen zu können , muss nach den Szenario-Modellierungen des Fraunhofer IEE die Rate bis 2030 auf rund 8,5 GW pro Jahr, also etwa das 3,5 fache, wachsen. (Grafik: © Fraunhofer)
Der Zubau bei der Photovoltaik lag in 2018 bei 2,3 GW. Um die in Paris vereinbarten Klimaziele einer 95%igen Minderung von Treibhausgasen noch erreichen zu können , muss nach den Szenario-Modellierungen des Fraunhofer IEE die Rate bis 2030 auf rund 8,5 GW pro Jahr, also etwa das 3,5 fache, wachsen. (Grafik: © Fraunhofer)

In den Bereichen Wärme, Kälte, Produktion, Mobilität und Transport muss die CO2-neutrale Versorgung genutzt werden, will man die gesteckten Ziele des Klimaabkommens schaffen, stellten die Forscher der Fraunhofer-Institute ISE, ISI und IEE mit dem Barometer der Energiewende 2019 gemeinsam fest. Darin bewertet das Fraunhofer IEE jährlich den Stand der deutschen Energiewende. Die Ist-Werte des Vorjahres bilden die Basis, auf der mithilfe von Szenario-Modellierungen Zielwerte für das Jahr 2050 berechnet und Zielpfade aufgezeigt werden, die eine Umgestaltung des Energiesystems hin zu einer 100 Prozent regenerativen Energieversorgung ermöglichen.

Mehr Energie aus Windkraft und Photovoltaik

„Die deutsche Energiewende ist – physikalisch gesprochen – an einer Phasengrenze angekommen und so, wie bei einem Phasenübergang der weitere Temperaturanstieg ins Stocken gerät, ist bei der Energiewende die weitere Ersetzung fossiler Energiequellen ins Stocken geraten. Die gegenwärtigen Installationsraten für die erneuerbaren Energiequellen werden absehbar nicht mehr den Verlust von Erzeugungsleistung durch die altersbedingt ausscheidenden Wind- und Solaranlagen überschreiten“, konstatiert Prof. Dr. Clemens Hoffmann, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE in Kassel.

„Der Zubau in der Windenergie lag 2018 bei 3,82 GW Leistung für Onshore und Offshore zusammen (Brutto-Zubau, also Neu- und Ersatzinstallationen). Um die in Paris vereinbarten Klimaziele einer 95%igen Minderung von Treibhausgasen noch erreichen zu können, müssen wir nach unseren Szenario-Modellierungen diese Rate bis 2030 auf rund 11 GW pro Jahr, also etwa das Dreifache, steigern. Bei der Photovoltaik lag der Zubau in 2018 bei 2,3 GW. Hier muss der notwendige Zielzubau bis 2030 auf rund 8,5 GW pro Jahr, also etwa das 3,5 fache, wachsen“, teilte Prof. Hoffmann mit.

„Das deutsche Energiesystem verbrauchte 2010 über 4.000 TWh fast ausschließlich fossile Primärenergie, davon wurden 2.900 TWh importiert. Der zukünftige Hauptprimärenergieträger wird Strom aus Wind und Sonne sein. Und die direkte Stromnutzung bringt hohe Effizienzgewinne. Darauf muss die Energiewende ausgerichtet werden“, so Hoffmann weiter.

Kosten für Windkraftanlagen und Photovoltaik stark gesunken

„Man muss sich immer wieder vor Augen führen, dass es sich bei der Energiewende um ein gesellschaftliches Großprojekt handelt. Schließlich wird eine unserer zentralen Infrastrukturen substanztiell umgebaut. Mein Eindruck ist, dass viele politische Entscheidungsträger nach wie vor hinter den ambitionierten Zielen stehen. Jetzt offenbart sich, dass man dafür einen langen Atem benötigt und der Wandel etliche Implikationen mit sich bringt, sei es für die Gesellschaft oder auch die Landschaft. Daher benötigen wir eine klare Haltung, um die Energiewende weiter voranzutreiben. Diese hatte bislang sehr stark den Stromsektor im Blick. Verkehr und Wärmeerzeugung hinken dagegen hinterher“, zieht Prof. Dr. Hans-Martin Henning, Leiter des Fraunhofer ISE in Freiburg und Sprecher der Fraunhofer-Allianz Energie, eine Zwischenbilanz.

Die Kosten für Windkraftanlagen und Photovoltaik sind in den vergangenen Jahren drastisch gesunken. Als nächster großer Schritt sollen nun die Sektoren einbezogen werden. So sollen die Wärmeversorgung und der Verkehr mit erneuerbaren Energien bedient werden, die man dafür allerdings stark ausbauen müsste.

„Wärmepumpen sind ein zentrales Bindeglied für die Kopplung von Strom- und Wärmesektor. Gebäude lassen sich damit effizient mit erneuerbarem Strom beheizen, weil sie zusätzlich zur eingesetzten elektrischen Energie bis zu drei weitere Anteile aus der Umweltwärme gewinnen. Zudem lassen sich Wärmepumpen auch zum Kühlen nutzen. Auch aus diesem Grund werden sie künftig eine größere Rolle spielen, wenn unsere Sommer heißer werden“, erklärt Henning weiter.

Energiewirtschaft und Politik in Zusammenarbeit

Künftig müssen Energiewirtschaft und Politik noch enger zusammenarbeiten. Die Technologien sind marktreif und stehen an der Schwelle zum Markteintritt. Die Rahmenbedingungen müssen angepasst werden. Da alle das Ziel haben, den CO2-Ausstoß der Energiewirtschaft zu mindern, müssen die Instrumente nun weiterentwickelt werden, um diesen Markteintritt zu befördern.

„Das europäische Handelssystem für Treibhausgasemissionsrechte (ETS) ist vom Grundsatz her ein gutes Instrument in diesem Sinne, da es die Mengen für derartige Emissionen hart begrenzt. Und es wurde im Jahr 2003 eine historische Einigung innerhalb der Europäischen Union zur Installation dieses Systems erzielt, so dass es sinnvoll ist, auf diesem Instrument aufzusetzen und es weiter zu entwickeln. Außerdem brauchen wir eine Reform der Steuern, Abgaben und Umlagen auf Endenergieträger, um Anreize für Lastverschiebungen, Sektorenkopplung und den Einsatz von Speichern zu geben“, formuliert Prof. Ragwitz den künftigen Weg.

Aus heutiger Sicht sind vor allem Photovoltaik, Windenergie, Batterietechnik, Wärmepumpen, Wasserstofftechnik (Elektrolyse und Brennstoffzellen), Techniken zur Herstellung synthetischer Energieträger und Chemikalien sowie Carbon Capture Technologien (z. B. für die Polymerchemiesynthese) die Schlüsseltechnologien der Zukunft. Dazu kommen Netztechnologien einschließlich Leistungselektronik sowie Digitalisierungstechniken und ihre Anwendung im Energiebereich. Sowohl bei Errichtung der technischen Infrastrukturen, der Behandlung der Akzeptanzfragen als auch der Anreizung der Investitionstätigkeit ist künftig hohes Engagement gefordert.