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Gastbeitrag

Die Energiewende gelingt nur mit verbesserter Effizienz und einem klimagerechten Energiemarkt

Joachim Nitsch, 06.07.17
Die Ausgangslage für einen erfolgreichen Fortgang der Energiewende verschlechtert sich derzeit stetig. Niedrige Preise für fossile Energien, weiter sinkende Börsenstrompreise und sehr niedrige CO2-Preise im Emissionshandel kennzeichnen die Rahmenbedingungen. Die ökonomischen Anreize für einen klimagerechten Umbau der Energieversorgung sind daher sehr gering. Mit verschiedenen Szenarien, die die Transformation zu einer emissionsfreien Energieversorgung beschreiben, lässt sich das Ist und Soll der Energiepolitik illustrieren.

Mit einem immer komplexer werdenden Förderinstrumentarium wird versucht, den weiteren Ausbau der Erneuerbaren im Stromsektor aufrecht zu erhalten und die unzulänglichen Investitionen in Energieeffizienz nicht völlig erliegen zu lassen. Der Klimaschutzplan 2050 bekräftigt zwar die Reduktionsziele für 2030, bleibt aber bei den Maßnahmen für ihre Umsetzung vage und blendet aus, wie bis 2050 die notwendige 95-prozentigei Verringerung der Treibhausgas-Emissionen erreicht werden kann.

Seit 2009 stagniert die Reduktion von Treibhausgasen in Deutschland. Die bis 2020 angestrebte Reduktion um 40 Prozent kann nicht mehr erreicht werden, dazu ist seit Formulierung des Ziels zu viel Zeit verstrichen. Günstigstenfalls ist ein weiterer Rückgang von circa 55 Millionen Tonnen CO2äq pro Jahr machbar, womit sich eine Reduktion um 32 Prozent erreichen lässt. Zu diesem Ergebnis kommt das Energieszenario TREND-17 (Tabelle 1), welches die Wirkungen der derzeit von der Bundesregierung formulierten energiepolitischen Aktionsprogramme und des derzeitigen Förderinstrumentariums für erneuerbare Energien und für eine verbesserte Energieeffizienz  beschreibt. Wird diese gebremste Umbaudynamik im Energiebereich über einen längeren Zeitraum beibehalten, würden die fossilen Energieträger auch noch zur Jahrhundertmitte mit 70 bis 75 Prozent Anteil das Energiesystem dominieren. Das Klimaschutzziel 2050 wäre mit einer Treibhausgas-Minderung von knapp 60 Prozent erheblich verfehlt.

„Maßstab“ für einen erfolgreichen Umbau der Energieversorgung im Sinne eines wirksamen Klimaschutzes sind im Vergleich dazu die Szenarien KLIMA-17 MEFF und KLIMA-17 HEFF. Sie beschreiben die Transformation in eine Energieversorgung, die bis 2050 praktisch zu hundert Prozent emissionsfrei ist, also ausschließlich auf Erneuerbaren basiert. Dies ist notwendig, wenn die Treibhausgase  in ihrer Gesamtheit bis 2050 um 95 Prozent reduziert werden sollen. Neben dem weiteren Ausbau der Erneuerbaren muss die Energieproduktivität erheblich rascher steigen als in den vergangenen 20 Jahren. Im MEFF-Szenario (Mittlere Effizienz) wird von einer technisch relativ leicht erreichbaren, jedoch strukturell und ökonomisch keineswegs gesicherten Steigerung der Energieproduktivität ausgegangen. Sie entspricht etwa der im Energiekonzept unterstellten Effizienzsteigerung bis 2050 (Halbierung des Primärenergieverbrauchs gegenüber 2008).

Im HEFF-Szenario (Hohe Effizienz) werden weitere, aus heutiger Sicht technisch und strukturell durchaus mögliche Effizienzsteigerungen unterstellt. Dadurch könnte der „notwendige“ Beitrag der Erneuerbaren zur Erreichung des Klimaschutzziels entsprechend geringer ausfallen, was die gesellschaftliche Akzeptanz dieses Szenarios erleichtern kann. In den Klimaschutzszenarien KLIMA-17 MEFF und KLIMA-17 HEFF kann das eingeleitete dynamischere Wachstum der Erneuerbaren und die verstärkte Effizienzsteigerung nach 2020 den Rückstand bei der Treibhausgas-Minderung rasch kompensieren (Tabelle 1). Bereits 2030 übertreffen die Klimaschutzszenarien die Zwischenziele zur Treibhausgas-Minderung ( minus 55 Prozent) mit über 60 Prozent Minderung deutlich. In beiden Klimaschutzszenarien wird im Jahr 2050 eine Treibhausgas-Minderung von knapp 95 Prozent erreicht. Die dazu erforderliche Minderung der CO2-Emissionen in Höhe von insgesamt 1000 Millionen Tonnen  CO2 pro Jahr wird in KLIMA-17 MEFF zu 53 Prozent durch Erneuerbare und zu 47 Prozent durch Energieeffizienzmaßnahmen erbracht. In KLIMA-17 HEFF überwiegt der Beitrag von Effizienzmaßnahmen an der CO2-Minderung mit 58 Prozent, der Erneuerbaren-Beitrag sinkt auf 42 Prozent.

Die Abweichungen zwischen der Trendentwicklung und dem notwendigen Klimaschutzpfad nehmen rasch erhebliche Ausmaße an. Bereits in 2030 werden, gemessen am Klimaschutzziel, rund 1500 bis 2000 Petajoule pro Jahr „zu viel“ Energie verbraucht und es „fehlen“ rund 800 Petajoule pro Jahr zusätzliche Erneuerbaren-Endenergie. Ändern sich daher die energiepolitischen Rahmenbedingungen in nächster Zeit nicht erheblich, so werden im nächsten Jahrzehnt gravierende Kursänderungen erforderlich, wenn das angestrebte längerfristige Klimaschutzziel erreicht werden soll.

Sektorkopplung: Erneuerbaren-Strom wird die „neue“ Primärenergie

Erneuerbaren-Strom trägt derzeit mit knapp 32 Prozent zum Bruttostromverbrauch Deutschlands bei. Im Szenario TREND-17 wird der im Energiekonzept angestrebte Ausbaukorridor bis 2035 eingehalten. Vor dem Hintergrund der Zielsetzung einer emissionsfreien Energieversorgung ist dieser Zielkorridor aber unzureichend, da Erneuerbaren-Strom in diesem Fall seiner Aufgabe, auch im Wärme- und Verkehrsbereich fossile Energien zu verdrängen, nicht gerecht werden kann. Erneuerbaren-Strom muss dazu in deutlich größerem Umfang bereitgestellt werden. Das zeigt das Wachstum des Bruttostromverbrauchs in KLIMA-17 MEFF, das gleichzeitig mit einem stark zunehmenden Anteil an Erneuerbaren-Strom einhergeht. In 2030 werden mit rund 500 Terawattstunden pro Jahr (TWh/a)  bereits 70 Prozent des Bruttostromverbrauchs von Erneuerbaren bereitgestellt. In 2050 decken sie dann mit 1080 Terawattstunden pro Jahr praktisch den gesamten Bruttostromverbrauch. In KLIMA-17 HEFF können ähnliche Deckungsanteile mit deutlich weniger Erneuerbaren-Strom erreicht werden. Im Jahr 2050 werden dafür 210 TWh/a weniger Erneuerbaren-Strom als in KLIMA-17 MEFF benötigt. Das ist mehr Strom, als derzeit insgesamt durch Erneuerbare bereitgestellt werden (Abbildung 1).

Der Stromverbrauch für die heutige „konventionelle“ Stromnutzung sinkt bis 2050 um 2 bis 25 Prozent. Erneuerbaren-Strom als die zukünftige Hauptenergiequelle erschließt jedoch andere Nutzungsbereiche. Diese sind kurzfristig Wärmepumpen und Elektromobilität. Dazu kommt mittelfristig auch der Einsatz von zusätzlichem Erneuerbaren-Strom für industrielle Prozesswärme sowie die Einspeisung von Erneuerbaren-Überschussstrom in Wärmenetze. In 2050 werden in KLIMA-17 MEFF für Elektromobilität 90 TWh/a beziehungsweise 8,3 Prozent (in KLIMA-17 HEFF 87 TWh/a beziehungsweise 9,7 Prozent) und für „neue“ Wärmezwecke 80 TWh/a beziehungsweise 7,2 Prozent (in KLIMA-17 HEFF 77 TWh/a beziehungsweise 8,5 Prozent) des Bruttostromverbrauchs benötigt (Abbildung 1).

Längerfristig ist die Überführung eines Teils des (fluktuierenden) Erneuerbaren-Stroms in eine chemisch speicherbare Form unerlässlich. In diesen Szenarien ist es Erneuerbaren-Wasserstoff, es kommen aber gegebenenfalls auch Erneuerbaren-Methan oder synthetische flüssige Energieträger infrage. Diese auf Erneuerbaren-Strom basierenden Energieträger können in einer 100-prozentigen Erneuerbaren-Versorgung in allen Nutzungsbereichen (Verkehr, Chemie, Strom- und Nutzwärmeerzeugung mittels KWK, HT-Wärme) heutige fossile Energieträger ersetzen. In KLIMA-17 MEFF wird 2050 40 Prozent des Erneuerbaren-Stroms in Wasserstoff umgesetzt, was 450 TWh/a entspricht. Damit werden knapp 350 TWh/a Wasserstoff erzeugt, womit 23 Prozent des gesamten Endenergiebedarfs des Jahres 2050 gedeckt werden können. Der Stromeinsatz dafür kann in KLIMA-17 HEFF bei gleicher Wirkung auf die Treibhausgasbilanz auf 270 TWh/a (30 Prozent) reduziert werden.

Die Klimaschutzszenarien zeigen, dass durch sehr erfolgreiche Effizienzbemühungen auf erhebliche Erneuerbaren-Leistungen verzichtet werden kann. In KLIMA-17 HEFF kann die notwendige Treibhausgasminderung 2050 mit 65 Gigawatt (GW) weniger Erneuerbaren-Leistung erbracht werden als in KLIMA-17 MEFF (380 GW statt 445 GW). Dies kommt der Akzeptanz des notwendigen Erneuerbaren-Ausbaus im weiteren Verlauf der „Energiewende“ zugute. Ohne erhebliche Effizienzsteigerungen in allen Sektoren wird eine erfolgreiche Treibhausgasminderung nicht möglich sein. Der für einen erfolgreichen Klimaschutz theoretisch notwendige Zubau von Erneuerbaren-Leistung bei nur geringer Steigerung der Energieeffizienz (zum Beispiel gemäß Szenario TREND-17) würde für ein dicht besiedeltes Land wie Deutschland den zumutbaren Umfang an Erneuerbaren-Anlagen sprengen.

Wie die Wärmewende vorankommen kann

Die Klimaschutzziele erfordern bis 2050 einen völligen Umbau der Wärmeversorgung. Die erheblichen Effizienzpotentiale, insbesondere bei der Reduzierung des Raumwärmebedarfs, erlauben eine Verringerung des gesamten Wärmeverbrauchs um rund 50 Prozent (KLIMA-17 MEFF), bei großen Effizienzerfolgen bis zu 60 Prozent (KLIMA-17 HEFF). Erneuerbaren-Wärme steigert ihren bisher geringen Anteil bereits bis 2030 auf 30 Prozent. Alle Erneuerbaren  zusammen decken den verbleibenden Wärmebedarf im Jahr 2050 zu rund 80 Prozent. In KLIMA-17 MEFF entspricht dies 535 TWh/a (Abbildung 2, oben). Große Effizienzerfolge (KLIMA-17 HEFF) können den Bedarf an Erneuerbaren-Wärme auf 405 TWh/a reduzieren (Abbildung 2, unten). Die Differenz beträgt immerhin knapp 80 Prozent der heute erzeugten Erneuerbaren-Wärme. Zusätzlich erschließt Erneuerbaren-Strom neue Nutzungsbereiche im Wärmesektor, sodass der gesamte Stromeinsatz für Wärmezwecke zunimmt und in den KLIMA-17 Szenarien 2050 rund 25 Prozent des gesamten Wärmebedarfs deckt (derzeit zehn Prozent).

Der Umbau geht mit einer deutlichen Reduktion von Einzelheizungen einher. Zwar nehmen Wärmepumpen erheblich zu, trotzdem geht der Anteil von Einzelheizungen (derzeit rund 80 Prozent) deutlich zurück, da alle Einzelversorgungen mit Heizöl und Gas in den Klimaschutzszenarien verschwinden. In der Gesamtbilanz steigt die über Netze verteilte Wärmemenge. Derzeit werden knapp 22 Prozent der Raumwärme als Fern- oder Nahwärme über Netze verteilt. In KLIMA-17 MEFF (HEFF) steigt dieser Anteil bis zur Jahrhundertmitte auf 54 Prozent (60 Prozent).

Die derzeitigen Rahmenbedingungen liefern für die im Wärmesektor erforderlichen erheblichen Strukturveränderungen (unter anderem verpflichtende Wärmeleitpläne in allen Kommunen; gründliche Altbausanierung; Planung von Wärmenetzen in geeigneten Siedlungsquartieren; weiterer Ausbau der KWK) keine nennenswerten Impulse. Das ohnehin zu geringe Wachstum des Erneuerbaren-Wärmemarkts im Bereich der Kollektoren und der Umweltwärme/Geothermie wird durch den Zielkorridor für Biomasse im derzeitigen EEG zusätzlich gebremst. Unter längerfristig wirkenden Trendbedingungen wird ein weiteres Wachstum der gesamten Erneuerbaren-Wärme kaum stattfinden.Der Anteil der fossilen Energiebereitstellung für Wärmezwecke würde nur von derzeit 87 Prozent (= 3850 Petajoule pro Jahr) auf 80 Prozent (= 2650 Petajoule pro Jahr) im Jahr 2050 sinken, der CO2-Ausstoß des Wärmesektors beliefe sich noch auf 185 Millionen Tonnen t CO2 pro Jahr (derzeit 300 Millionen Tonnen). Die „Energiewende“ im Wärmebereich findet also ohne zusätzliche Impulse und energiepolitische Rahmensetzungen nicht statt.

Verkehrswende erfordert mehr als Elektromobilität

Im Verkehrssektor ist noch nichts von der Energiewende bemerkbar. Der Energieverbrauch 2016 liegt mit circa 2660 Petajoule pro Jahr um 3,6 Prozent über dem Bezugswert (2008) für die angestrebte Reduktion des Verbrauchs um zehn Prozent bis 2020. Auch der Erneuerbaren-Anteil am gesamten Endenergieverbrauch des Verkehrs ist mit knapp fünf Prozent noch gering.Das Effizienzziel im Verkehr für das Jahr 2020 wird weit verfehlt. Derzeit sind keine Maßnahmen erkennbar sind, die die gegenwärtigen Wachstumstendenzen stoppen könnten. Unter Trendbedingungen wird sich bei dem erwarteten Verkehrsaufkommen auch längerfristig bestenfalls eine geringe Verbrauchabsenkung einstellen, da technische Fortschritte weiterhin durch aufwendigere, technisch anspruchsvollere und damit schwerere Fahrzeugkonzepte kompensiert werden und Elektrofahrzeuge nur langsam zunehmen.

Effizienzpotenziale im Verkehr sind jedoch prinzipiell groß, wenn die technisch möglichen Effizienzgewinne verknüpft werden mit einem „Downsizing“ der Pkw-Flotte (unterstützt durch eine allgemeine Geschwindigkeitsbegrenzung und weitere Anreize für kleinere Pkw) und einer weiteren Steigerung des öffentlichen Nahverkehrs bei gleichzeitiger Einschränkungen für den motorisierten Individualverkehr in Ballungsräumen (zum Beispiel. „City Maut“ oder Nahverkehrsabgabe). Im Güterverkehr ist eine deutliche Verlagerung auf die Schiene längst überfällig. Diese und weitere Strukturveränderungen werden in den Klimaschutzszenarien vorgenommen. Bei einer derartigen aktiven Klimaschutzstrategie im Verkehr – für die derzeit allerdings keine Anzeichen erkennbar sind – kann eine zehnprozentige Reduktion des Energieverbrauchs frühestens um das Jahr 2025 erreicht werden. Eine Weiterführung bis 2050 kann zu einer knappen Halbierung des Endenergieverbrauchs im Verkehr (MEFF) beziehungsweise zu einer 55-prozentigen Verringerung (HEFF) führen. Erhebliche Effizienzsteigerungen und eine „optimierte Mobilitätsbasis“ sind auch Voraussetzung für eine ausreichend starke Wirkung neuer Antriebe (Elektromobilität) und neuer Erneuerbaren-Kraftstoffe. Erst in diesem Zusammenwirken kann dann – zusammen mit einem begrenzten Beitrag von Biokraftstoffen (in den Szenarien vorwiegend für den Flugverkehr) – bis 2050 ein Erneuerbaren-Anteil von rund 80 Prozent erreicht werden.

CO2-Preis als effektives Steuerungsinstrument

An den hohen Umstrukturierungsgeschwindigkeiten, die sich aus der den Klimaschutzszenarien ergeben, wird sichtbar, vor welchen enormen Herausforderungen eine Volkswirtschaft steht, wenn sie rechtzeitig einen ernsthaften Beitrag zum globalen Klimaschutz leisten will. Die derzeitige Energiewendepolitik besitzt aber noch keine kohärente Strategie, mit der die großen Herausforderungen eines Komplettumbaus aller Sektoren der Energieversorgung in der notwendigen Zeit bis 2050 wirksam bewältigt werden könnte. Nur im Stromsektor hatte sich dank des EEG eine angemessene Zubaudynamik entwickelt. Dieses Gesetz hat seinerzeit das Versagen des herkömmlichen Energiemarkts, welcher durch eine völlig unzulängliche Berücksichtigung der Schadenskosten des Klimawandels gekennzeichnet ist, für Erneuerbaren-Stromerzeugungstechnologien außer Kraft gesetzt. Damit konnten diese sich technologisch rasch entwickeln und das heutige sehr günstige Kostenniveau erreichen. Diese in Deutschland initiierte „Vorleistung“ wirkt sich inzwischen sehr positiv auf die gesamte globale Entwicklung der Erneuerbaren aus.

Für alle anderen Energiebereiche existiert nach wie vor der „alte“ Energiemarkt, bei dem die „externalisierten“ Umweltkosten (insbesondere Klimakosten.) nicht beziehungsweise. nur in sehr geringfügigem Ausmaß von den Verursachern getragen werden müssen, sondern auf die Allgemeinheit und auf zukünftige Generationen abgewälzt werden. Eine marktwirtschaftliche Durchsetzung des Klimaschutzes und damit eine effektive und volkswirtschaftlich vorteilhafte Weiterführung der Energiewende, die möglichst vielen Akteuren angemessene wirtschaftliche Anreize bietet, ist unter diesen Rahmenbedingungen nicht möglich.

Deshalb lässt auch der erforderliche Komplettumbau der Stromversorgung auf sich warten, und in den anderen Energiesektoren kommt der Transformationsprozess kaum in Gang. Die derzeitigen energiepolitischen Aktivitäten und Maßnahmenvorschläge (vgl. Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung) zeigen, dass die Politik das Problem zwar erkannt hat, aber (noch) nicht bereit ist, das Anreizsystem im Energiesektor grundsätzlich und konsequent auf die Verdrängung aller fossiler Energieträger („Dekarbonisierung“) auszurichten. Stattdessen wird das derzeitige Anreizinstrumentarium immer komplexer, kleinteiliger und undurchschaubarer. Es besitzt keine eindeutige Lenkungswirkung zur wirksamen Reduzierung fossiler Energieträger. Seine Ineffektivität wächst, und es schreckt vor allem kleinere Akteure zunehmend ab, sich mit den vielfältigen Fördermechanismen und -programmen, Ausnahmeregelungen, Anzeigepflichten und stetigen Neuerungen auseinanderzusetzen.

Der für 2020 absehbare „Verzug“ der Energiewende kann bis 2030 aufgeholt werden, wenn in den nächsten Jahren effektive ökonomische Anreize für die Durchsetzung von Klimaschutzmaßnahmen geschaffen werden. Die Energiewende braucht einen „anderen“ Markt, der die verborgenen (externen) Kosten der fossilen Energieversorgung in wirksame Preissignale umsetzt. Von zentraler Bedeutung dafür sind deutlich höhere CO2-Preise. Da bisher alle Versuche, den europäischen Emissionshandel zu reformieren, gescheitert sind, wird es erforderlich sein, die notwendigen CO2-Preise mittels einer nationalen CO2-Abgabe in den (fossilen) Energiekosten sichtbar werden zu lassen. Dadurch würden die durch einen ungebremsten Klimawandel eintretenden Schäden (beziehungsweise Kosten) in wirksame Preissignale umgewandelt, die alle Akteure zu klimaschonenden Handeln und zu entsprechenden Investitionen veranlassen würde. Effizienzsteigerungen wären dann „automatisch“ sehr viel wirtschaftlicher und die Erneuerbaren-Technologien könnten sich weitgehend ohne immer komplizierter werdendes Förderinstrumentarium im marktwirtschaftlichen Wettbewerb weiter etablieren.

Es wird höchste Zeit

Es wird daher höchste Zeit, das die Politik die Empfehlungen einer wachsenden Zahl von Expertengruppen aufgreift und mittels einer CO2-Bepreisung ein wirksames Klimapolitikinstrument schafft. Im Stromsektor könnte bei angemessen hohen CO2-Preisen ein marktgetriebener Strukturwandel weg von Kohlekraftwerken hin zu flexiblen Erdgaskraftwerken, weiteren Erneuerbaren-Anlagen, Speichern und sonstigen Strukturinvestitionen erfolgen. Die noch verbleibende, deutlich geringere EEG-Umlage könnte aus der CO2-Abgabe finanziert werden, Stromsteuer und Brennstoffsteuern würden ersetzt. Erneuerbaren-Strom würde der notwendige Zugang zum Wärme- und Verkehrssektor erleichtert. Ein rascher Strukturwandel im Stromsektor ist eine zentrale Voraussetzung für das Gelingen der Energiewende, da Erneuerbaren-Strom der „Hauptenergieträger“ einer klimaverträglichen Energieversorgung sein wird.

Auch im Wärmebereich bewirkt eine CO2-Abgabe auf fossile Brennstoffe neue Impulse zur Einleitung einer „Wärmwende“, das heißt einer verstärkten energetischen Altbausanierung, einer Beschleunigung des Erneuerbaren-Ausbaus und zu einem rascheren Ausbau von Wärmenetzen, die unter anderem für die Sektorkopplung und den verstärkten Erneuerbaren-Einsatz erforderlich sind. Im Verkehrssektor führt eine CO2-Abgabe (über die bestehende Mineralölsteuer hinaus) zu zusätzlichen Anreizen, rascher von fossilen Antrieben wegzukommen und die Einführung der Elektromobilität zu erleichtern. Bei Flugtreibstoffen führt eine CO2-Abgabe zu dem längst fälligen Einstieg in ihre Besteuerung.

Der CO2-Preis kann als zentrale Steuerungsgröße – im Gegensatz zu den zahlreichen Stellgrößen des derzeitigen vielfältigen, unübersichtlichen und mit zahlreichen Ausnahmeregelungen behafteten Förderinstrumentariums - in seiner Höhe und dem zeitlichen Verlauf relativ leicht und rasch an sich ändernde Rahmenbedingungen angepasst werden. Dies ist ein entscheidender Vorteil und prädestiniert einen CO2-Preis als marktkonformes und transparentes Steuerungsinstrument, das die notwendige Flexibilität und Schnelligkeit bei der permanent notwendigen Anpassung und Neujustierung des Transformationsprozesses im Energiebereich bis zur völligen „Dekarbonisierung“ zur Jahrhundertmitte gewährleistet.

*Joachim Nitsch war bis zu seiner Pensionierung Forscher am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt und langjähriger Berater der Bundesregierung in Energiefragen. Bis heute arbeitet er immer wieder an Studien zu Umbau und Entwicklung des Energiesystems mit.

 

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