Klimaziele nur mit Sektorkopplung erreichbar

Wissenschaftsakademien fordern Umdenken

Einen weiteren Ausbau von Windkraft und Photovoltaik fordern Wissenschaftler deutscher Akademien. © Ehlerding

Der Gebäudesektor kann einen entscheidenden Beitrag zum Erreichen der Klimaziele leisten. Das geht aus einer umfangreichen Analyse zur Sektorkopplung hervor, den das Akademienprojekt "Energiesysteme der Zukunft" (ESYS) erarbeitet hat. Die drei beteiligten Forschungsinstitutionen Acatech, Leopoldina und Akademienunion fordern, die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr stärker zu koppeln und mehr erneuerbare Energien in das System zu integrieren.

Nur durch einen klaren Kurswechsel zu mehr Sektorkopplung ließen sich die deutschen Klimaziele langfristig erreichen, stellt das Akademienprojekt ESYS fest. "Obwohl Windkraft und Photovoltaik in den vergangenen Jahren stark ausgebaut wurden, basiert die Energieversorgung in Deutschland noch zu etwa 80 Prozent auf fossilen Energieträgern", teilen die Forscher mit. Vor allem im Gebäude- und Verkehrssektor dominierten fossile Brennstoffe.

Basierend auf Expertendiskussionen, einem Vergleich relevanter Energieszenarien und eigenen Modellrechnungen haben die Wissenschaftler des Akademienprojekts Trends der künftigen Energieversorgung ermittelt und daraus Optionen für Deutschland abgeleitet. Die Stellungnahme zeigt: Strom aus regenerativen Quellen wird zum dominierenden Energieträger – auch im Verkehr und in der Wärmeversorgung.

"Technologien wie Elektroautos und Wärmepumpen, die Strom direkt und effizient nutzen, werden in Zukunft immer wichtiger. Wir müssen jetzt damit beginnen, sie stärker in den Markt zu bringen. Damit das System langfristig versorgungssicher bleibt, sollten sie durch Wasserstoff und synthetische Brenn- und Kraftstoffe ergänzt werden", sagt Hans-Martin Henning. Der Chef des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE hat die ESYS-Arbeitsgruppe gemeinsam mit Acatech Präsidiumsmitglied Eberhard Umbach geleitet.

Durch neue Anwendungen im Wärme- und Verkehrssektor könnte sich der Stromverbrauch bis 2050 fast verdoppeln. Dadurch steigen die Anforderungen an das Energiesystem: Die Kapazitäten der Windkraft- und Photovoltaikanlagen müssten gegenüber heute auf ein Fünf- bis Siebenfaches anwachsen. Maßnahmen zur effizienten Nutzung von Energie können helfen, diesen Ausbau zu begrenzen und die gesellschaftliche Akzeptanz der Energiewende zu sichern.

Thermische Speicher für Wärmenetze und Einzelgebäude seien wichtig, um die schwankende Stromeinspeisung aus Wind und Sonne im Stunden- oder Tagebereich abzufedern. "Sie bilden eine Schnittstelle zwischen Wärme- und Stromsektor", heißt es in der Analyse.

Im Gebäudesektor gebe es neben dem baulichen Wärmeschutz zur Reduzierung des Raumwärmebedarfs ein erhebliches Potenzial durch den Austausch alter Heizkessel, die eine wesentlich geringere Energieeffizienz aufwiesen als moderne Heizgeräte. "Da der Wärmebedarf im Gebäudebestand stark vom Baualter abhängt, kommt der Sanierungsrate von Bestandsgebäuden und der Aufrüstung auf aktuelle Energiestandards eine große Bedeutung zu", heißt es in der Analyse. Eine Auswertung verschiedener Szenarien komme zu dem Ergebnis, dass bis 2050 eine Reduktion des Raumwärme- und Warmwasserbedarfs um 40 bis 60 Prozent (gegenüber 2008) technisch machbar sei und volkswirtschaftlich sinnvoll sein könne.

Die ESYS-Fachleute schätzen, dass die Mehrkosten für die Energiewende im Mittel der kommenden drei Jahrzehnte zwischen 30 und 60 Milliarden Euro pro Jahr liegen werden – bei ungünstigen Bedingungen auch darüber. Das entspricht ein bis zwei Prozent des heutigen deutschen Bruttoinlandsprodukts.

Durch klug gesetzte Rahmenbedingungen können unnötige Mehrkosten jedoch vermieden werden. "Wir brauchen einen einheitlichen, wirksamen CO2-Preis für alle Emissionen", erklärt Karen Pittel, Leiterin des ifo Zentrums für Energie, Klima und erschöpfbare Ressourcen und Mitglied der ESYS-Arbeitsgruppe. "Nur dann kann sich regenerativ erzeugter Strom auch am Markt gegen fossile Energieträger durchsetzen, und klimaschonende Technologien können sich etablieren."

Zur Sektorkopplung hat der Hersteller von Stromspeichern E3/DC eine Befragung bei EuPD Research in Auftrag gegeben. Demnach wird der Wechsel in der Wärmeversorgung von lediglich 16 Prozent der Hausbesitzer als schwierig umsetzbar betrachtet. Der Wert liegt damit weit unter dem Bereich Verkehr. Über die Hälfte der Befragten hält die Sektorkoppplung hier für schwierig. Quelle: ESYS / E3/DC / sue

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