Von Fraunhofer Cluster of Excellence „Integrierte Energiesysteme“ CINES
Wie kann die Energiewende in Deutschland gelingen? Diese Frage gewinnt momentan zusätzlich Bedeutung, etwa durch die Diskussion, in welcher Form der Staat in der Krise Unternehmen und Branchen unterstützt, die für das Gelingen der Energiewende relevant sind. Forschende des Fraunhofer Cluster of Excellence „Integrated Energy Systems“ CINES haben nun auf Basis von drei Energiesystemmodellen 13 Thesen abgeleitet, die zeigen, wie ein treibhausgas-neutrales Energiesystem für Deutschland aussehen kann. Darin beschreiben sie neben der Rolle der Erneuerbaren Energien, wie sehr seltene Stromflauten überbrückt werden können und warum Digitalisierung und europäische Zusammenarbeit eine hohe Relevanz für das Gelingen der Energiewende haben.
13 Thesen zur Energiewende – © Fraunhofer CINES
Im Fokus der Thesen steht der nationale Energiesektor und die Frage, wie dieser gestaltet werden muss, damit Deutschland im Jahr 2050 95 Prozent weniger Treibhausgase (gegenüber 1990) emittiert. Dieses Ziel ergibt sich aus den Klimazielen des Pariser Abkommens von 2015 und aus den Klimazielen der Bundesregierung.
Die Kernpunkte: Erneuerbare Energien, insbesondere Wind- und Solarenergie, entwickeln sich bis 2050 zur wichtigsten Energiequelle. Der Endenergieverbrauch in Deutschland geht deutlich zurück, vor allem dort, wo heute fossile Energieträger wie Heizöl oder Erdgas dominieren. Gleichzeitig steigt der Stromverbrauch für Verkehr, Gebäudewärme und chemische Prozesse in der Industrie. Für den sehr seltenen Fall, dass an wind- und sonnenarmen Tage Erneuerbare Energien nicht ausreichend Strom liefern, übernehmen regelbare Kraftwerke kostengünstig die Energieversorgung. Entscheidend für das Gelingen der Energiewende ist neben Digitalisierung, Forschung und Entwicklung außerdem eine europaweite Zusammenarbeit, beispielsweise bei der Identifizierung besonders ertragreicher Standorte oder bei notwendigen Infrastrukturprojekten in der regionalen Wärmeversorgung.
Die 13 Thesen basieren auf Erkenntnissen aus drei Szenario-Studien, in denen Forschende der vier CINES-Kerninstitute Fraunhofer ISE, Fraunhofer IEE, Fraunhofer ISI und Fraunhofer IEG unterschiedliche Aspekte der Energiewende modelliert haben. Zu diesen Aspekten zählen die Auswirkungen von Verhaltensänderungen, die Rolle von Verfahren zur Herstellung klimaneutraler Energieträger (Power-to-Gas und Power-to-Liquid), die zunehmende Verzahnung von Strom, Wärme und Mobilität und eine nationale Wasserstoffstrategie.
„Die 13 Thesen bieten eine Grundlage für eine klare Strategie in Richtung eines klimaneutralen Energiesystems für Deutschland“, sagt Mario Ragwitz, Institutsleiter des Fraunhofer IEG und Wissenschaftlicher Direktor des Clusters CINES. „In Zeiten der Krise braucht es genau das, um Investitionssicherheit in der Energiebranche zu gewährleisten.“
Hans-Martin Henning, Institutsleiter des Fraunhofer ISE und Clustersprecher ergänzt: „Unsere Studienergebnisse liefern – bei aller Ungewissheit über zukünftige Entwicklungen – robuste Erkenntnisse zu Schlüsselmerkmalen eines zukünftigen Energiesystems, mit dem eine Einhaltung der Klimaschutzziele und zugleich eine sichere Versorgung gewährleistet werden.“
DIE 13 THESEN IM ÜBERBLICK
- THESE 01
Erneuerbare Energien werden zur wichtigsten Energiequelle für den Strom-, Wärme- und Transportsektor. - THESE 02
Zusätzliche Potenziale können in Form von Biomasse, Solarthermie und Geothermie erschlossen werden. - THESE 03
Effiziente Energienutzung deckt den Endenergiebedarf. - THESE 04
Der Strombedarf für Wärme (Gebäude, Industrie), Mobilität und als Ausgangsstoff für chemische Prozesse wird langfristig steigen. - THESE 05
Volatiler Strom bestimmt das System. - THESE 06
Die Absicherung seltener kalter Dunkelflauten kann zu geringen Kosten mit zusätzlichen Kraftwerksleistungen erfolgen. - THESE 07
Die Digitalisierung hat eine hohe Relevanz für die Transformation des Energiesystems. - THESE 08
In der Wärmeversorgung müssen grundlegende Infrastrukturentscheidungen mit regionalem und lokalem Bezug getroffen werden. - THESE 09
Die Sektorenkopplung nimmt eine bedeutende Rolle für die Erreichung der Klimaschutzziele ein. - THESE 10
Eine harmonisierte europäische Entwicklung hat Vorteile hinsichtlich einer Nutzung der besten Standorte. - THESE 11
Die elektrolytische Herstellung von Wassersto? aus Erneuerbarem Strom nimmt für die Erreichung der Klimaziele eine bedeutende Stellung ein. - THESE 12
Die Abscheidung von CO 2 aus der Luft wird eine zentrale Technologie zur Erreichung der Klimaschutzziele sein. - THESE 13
Forschung und Entwicklung sind das Rückgrat der Energiewende.
Hintergrund Fraunhofer CINES
Mit dem 2019 gegründeten Fraunhofer-Cluster of Excellence „Integrated Energy Systems“ CINES bündelt Fraunhofer die Forschungsaktivitäten seiner Energieinstitute Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesysteme IEE, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI und die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen IEG sowie weiterer assoziierter Fraunhofer-Institute. Eines der übergeordneten Ziele von Fraunhofer CINES ist es, mit einer fundierten, modellbasierten Energiesystemanalyse ein gemeinsames Systemverständnis für die zukünftige deutsche und europäische CO2-emissionsfreie Energieversorgung unter Berücksichtigung aller Sektoren und Energieträger zu erarbeiten.
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