Dena-Leitstudie gibt Rahmen für Klimaneutralität vor

Die dena-Leitstudie zeigt anhand eines zentralen Szenarios (Szenario Klimaneutralität 100, KN100) wie die Sektorziele im Jahr 2030 und Klimaneutralität im Jahr 2045 erreicht werden können – welche Energieträger und Technologien in welchen Mengen benötigt werden sowie die dafür notwendigen transformatorischen Veränderungen. Sie setzt sich an verschiedenen Stellen mit Zielkonflikten und umzukehrenden Trends auseinander und beschreibt in Exkursen zu Einzelthemen die Rolle, welche die verschiedenen Akteure übernehmen müssen. In vier Pfadausprägungen untersucht die Studie zudem Varianten zur Zielerreichung, etwa einen höheren Anteil von direkt-elektrischer Nutzung gegenüber einem höheren Anteil von gasförmigen oder flüssigen Energieträgern oder die Auswirkungen von verstärkten gegenüber begrenzten Anstrengungen zur Erhöhung der Energieeffizienz.

Die Erhöhung der Energieeffizienz ist eine wesentliche Maßnahme in allen Verbrauchs­sektoren, insbesondere in der Industrie und im Gebäudesektor. Für den umfassenden direkten Einsatz von erneuerbaren Energien ist in vielen Anwendungsbereichen neben der Energieeffizienz­verbesserung eine breite und deutlich beschleunigte Elektrifizierung eine Grund­voraus­setzung. Neben Strom werden erneuerbare gasförmige und flüssige Energieträger und Rohstoffe benötigt. Als vierte Säule braucht es technische und natürliche CO₂-Senken.

„Wir werden nicht alle Emissionen vermeiden können, insbesondere in der Landwirtschaft und der Industrie. Daher muss die zukünftige Bundesregierung schnell eine Strategie für den Ausbau vorhandener und die Erschließung neuer natürlicher und technischer Senken entwickeln“, so Kuhlmann. „Diese vier Säulen haben unterschiedliche zeitliche Perspektiven. Ihnen allen ist gemein, dass sie erhebliche Anstrengungen in den Aufbau entsprechender Infrastrukturen bedürfen. Das gilt für Strom, Gas, Wasserstoff, Wärmenetze und CO₂ in gleicher Weise wie für die Verkehrsinfrastruktur, die Digitalisierung und die administrative Infrastruktur, gegenwärtig eine der Hauptblockaden für das Aufnehmen neuer Dynamik“, erklärte Dena-Geschäftsführer Andreas Kuhlmann.

Massive Anstrengungen in allen Sektoren

Die Energieversorgung ist aktuell der größte CO₂-Emittent. Reduktionen müssen hier am stärksten und am schnellsten erfolgen, so die Studie (von 308 Mio. Tonnen CO₂ä in 2018 auf 104 Mio. t CO₂ä in 2030 und auf -8 Mio. t CO₂ä in 2045). Zentral ist dabei, dass sich die erneuerbaren Stromkapazitäten bereits bis 2030 mehr als verdoppeln müssen. Die installierte Leistung von Solarenergie zum Beispiel steigt von 45 Gigawatt (GW) auf 131 GW, Windenergie an Land von 52 GW auf 92 GW. Die Kohleerzeugung wird 2030 marktgetrieben kaum noch eine Rolle spielen, die Nutzung von Erdgas in der Stromerzeugung nimmt dagegen bis 2030 zu. Bereits dieser ‚Fuel Switch‘ trägt bis 2030 erheblich zur Emissionsminderung in der Energiewirtschaft bei.

Umstieg auf Gas in der Energieversorgung reduziert Emissionen

Wasserstoff und Powerfuels werden bis 2030 nur eine geringe Rolle spielen. Der Aufbau entsprechender Infrastruktur und Märkte ist aber unabdingbar, denn die Rückverstromung von grünem Wasserstoff wird 2045 nach Windkraft und Photovoltaik zur dritt­wichtigsten Stromerzeugungs­quelle. Bis 2035 spielt blauer Wasserstoff eine, wenn auch geringe Rolle, danach geht er gemäß Modellierung der dena-Leitstudie sukzessive aus dem Markt.

„Um Klimaneutralität in der Energieversorgung zu erreichen, braucht es den beschleunigten, marktbasierten Ausbau der erneuerbaren Energien durch eine Vereinheitlichung und Vereinfachung von Genehmigungsverfahren und die Bereitstellung von mehr Flächen. Parallel müssen bis 2030 leistungsfähige Märkte und Infrastrukturen für Powerfuels entstehen. Wichtig ist vor allem eine aktive Begleitung des vorzeitigen Ausstiegs aus der Kohleverstromung. Dabei gilt es eine Reihe von technologischen Anforderungen zu beachten, die in einem gesonderten Exkurs im Detail in der Studie dargelegt werden. Dazu gehört auch: Versorgungssicherheit in der Transformation erfordert ein neues Konzept mit dem Zubau von gesicherter Leistung und Anreizen für Flexibilitäten. Ohne einen entsprechenden Mechanismus für die Sicherung neuer Kapazitäten wird das nicht möglich sein. Auch auf den Ausbau der Stromnetze und die Wärmeversorgung kommen dabei immense Herausforderungen hinzu, die eine Reihe von absichernden Mechanismen erforderlich machen“, so Kuhlmann.

Im Gebäudebereich müssen die CO₂-Emissionen allein bis 2030 um 44 Prozent sinken (von rund 120 auf rund 67 Mio. t CO₂ä). Der Großteil der Minderungen (46,5 Mio. t CO₂ä) entfällt auf Maßnahmen an der Gebäudehülle und technische Anlagen. Der Einsatz von Wärmepumpen, der Ausbau der Anschlüsse an Wärmenetze muss massiv vorangetrieben werden. Im Szenario KN100 werden für das Jahr 2030 bereits 4,1 Millionen Gebäude mit Wärmepumpen versorgt, im Jahr 2045 sieht die Studie 9 Millionen Wärmepumpen. In 2030 werden 1,3 Millionen weitere Wohnungen (gegenüber 2019) durch Wärmenetze versorgt werden, 2045 sind es dann 2,7 Millionen. Auch der Einsatz von klimaneutralen Brennstoffen muss sich schon bis 2030 mehr als verdreifachen, von heute 9 auf dann 32 Terawattstunden (TWh). Bis 2045 erfolgt eine weitere Vervierfachung auf 120 TWh.

Gebäude mit schlechtestem Standard müssen Priorität haben

Aufgrund der Vielschichtigkeit des Gebäudesektors mit seinen sehr spezifischen Herausforderungen sei aus heutiger Perspektive ein klimaneutraler Gebäudebestand ohne Wasserstoff und klimaneutrale Gase nicht denkbar, so die Studie. Eine besondere Herausforderung sei der dafür erforderliche Umbau der Infrastruktur. „Um Klimaneutralität im Gebäude­bestand zu erreichen, braucht es tiefgreifende Veränderungen mit hoher Geschwindigkeit. Gebäude mit dem schlechtesten Standard müssen zuerst angepackt, Sanierungsverfahren standardisiert, massiv intensiviert und die Wärmeversorgung schnell dekarbonisiert werden“, so Kuhlmann.

Die Industrie folgt an zweiter Stelle der höchsten Emissionen. Hier muss der Ausstoß allein bis 2030 um rund 36 Prozent sinken. Nach einer relativen Stagnation in den vergangenen zwei Jahrzehnten bedarf es zur Erreichung der Minderungsziele im laufenden Jahrzehnt einer durchschnittlichen Absenkung von ca. 8 Mio. t CO₂ pro Jahr. Fast 70 Prozent des Minderungsbeitrags entfallen auf die energetischen Emissionen. Die Industrie ist bis 2045 und bleibt auch langfristig der größte Abnehmer von Wasserstoff zur energetischen und stofflichen Nutzung. Hierfür müssen die notwendigen Voraussetzungen zur Umstellung der Prozesstechnologien sowie zum Aufbau der Infrastrukturen getroffen werden.

Der Verkehrssektor steht aktuell an dritter Stelle der Emissionen und hat die größte Reduktions­aufgabe aller untersuchten Verbrauchssektoren: Schon bis 2030 muss der Ausstoß um rund 48 Prozent sinken (von rund 164 auf 85 Mio. t CO₂ä). Die stärkste Minderung muss im Individual­verkehr erfolgen, gefolgt vom Lkw-Verkehr. Dabei wird im Personenverkehr ein Hochlauf der Elektro­mobilität auf 9,1 Millionen vollelektrische Fahrzeuge (bzw. 14 Mio. Fahrzeuge inklusive Hybride) bis 2030 als notwendig erachtet. Wasserstoff wird kaum eine Rolle spielen. 

Zielführendes Energiemarktdesign ist notwendig

„Es reicht aber nicht aus, Transformationspfade in einem Handlungsfeld oder einem Sektor zu beschreiten, es braucht die Verknüpfung von Maßnahmen in verschiedenen Handlungsfeldclustern“, so Kuhlmann weiter. Die dena-Leitstudie zeigt die Notwendigkeit eines zielführenden Energiemarkt­designs, das die Transformation beschleunigt und möglichst effektiv Investitionen in klimaneutrale Technologien und Infrastrukturen auslöst. Dabei spielt ein CO₂-Preis mit mehr Lenkungswirkung, die Angleichung staatlich induzierter Preisbestandteile und der Aufbau einer integrierten Infrastruktur­planung eine zentrale Rolle. „Grundlage des Gelingens wird sein, die unterschiedlichen Technologiepfade offen zu halten und keine frühzeitigen Vorfestlegungen zu treffen, die Optionen zur Erreichung der Klimaziele unnötiger­weise einschränken. Alle Optionen, innovative Technologien zu identifizieren, zu unterstützen und zu skalieren müssen massiv vorangetrieben werden. Aber auch durch die Nachfrageseite sollten Innovationen zur Erreichung von Klimaneutralität gestärkt werden, beispielsweise durch eine auf klimaneutralen und innovativen Technologien beruhende Beschaffung der öffentlichen Hand. Die Steigerung von Forschung und Entwicklung sind ebenso notwendig“, so Kuhlmann.

Europäische Ebene hat zentrale Bedeutung

Große Bedeutung für die Erreichung der Klimaneutralität hat die europäische Ebene, denn sie setzt maßgebliche übergeordnete rechtliche Rahmenbedingungen. „Die Studie verdeutlicht, dass die Energiewende stärker europäisch und international gedacht werden muss. Deutschland sollte bei der Umsetzung des ‚Fit for 55‘-Pakets zum Vorreiter werden die nationale Energiepolitik den europäischen ‚Green Deal‘ als Leitbild nehmen. Entsprechende Initiativen wie der ‚Klimaclub‘ sollten weiter forciert, die europäische integrierte Infrastrukturentwicklung vorangetrieben und die internationalen Energiepartnerschaften insbesondere im Bereich Wasserstoff ausgeweitet werden“, so Kuhlmann. „Allein die radikale Veränderung der Importe von Energie und ein Blick auf die damit verbundenen geopolitischen Herausforderungen unserer Partnerländer macht deutlich, dass Klimapolitik eine zentrale Aufgabe für den oder die nächsten Außenminister/in sein muss.“

Klimaneutralität braucht breite gesellschaftliche Verankerung

Der gewaltige Transformationsprozess funktioniert aber nur mit den Bürgerinnen und Bürgern zusammen und muss sozial gerecht ausgestaltet sein. „Partizipieren und profitieren Bürgerinnen und Bürger an und von der Energiewende, steigt die Akzeptanz für die Transformation. Die Förderung von ‚Energy Communities‘ spielt dabei eine zentrale Rolle. Gesellschaftliche Verhaltens- und Konsummuster sind so leichter zu verändern. Auch die Rolle der Bürgerinnen und Bürger als Prosumer sollte gestärkt werden“, ist Kuhlmann überzeugt. Maßnahmen wie die verbindliche Beteiligung der Kommunen an Einnahmen von Erneuerbare-Energien-Projekten oder die Abschaffung klimaschädlicher Subventionen können die Akzeptanz fördern und Ansätze wie eine Pro-Kopf-Energie-Geld die soziale Ausgestaltung der Energiewende verbessern. „Neben einer effektiven Energie- und Klimapolitik ist ein konsistentes Politikkonzept erforderlich, welches die unterschiedlichen gesellschaftlichen Gruppen befähigt, die transformatorischen Veränderungen mitzugestalten, soziale Verwerfungen vermeidet und die wirtschaftlichen Chancen der Energiewende nutzt.“

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