Der notwendige Ausbau von Wind- und PV-Anlagen zur Energiewende in Deutschland

Abb. 1 Notwendiger Ausbau von Wind- und PV-Anlagen in Deutschland (Quelle: [6])

Welcher Weg ist der „richtige“? Nur wenn alle Endscheidungen politisch optimal umgesetzt werden, ist eine kostenoptimale Zielerreichung möglich.

Die Sektorkopplung gilt als der zentrale Schlüssel für eine erfolgreiche Umsetzung der Energiewende. Allerdings gibt es bisher nur wenige Studien, die alle Sektoren einschließlich Wechselwirkungen und Rückkopplungen in den Blick nehmen. Die Deutsche Energie-Agentur (dena), der Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) und die deutschen Wissenschaftsakademien haben sich in ihrer gemeinsamen Initiative „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS) dieser Herausforderung unabhängig voneinander angenommen. Ihre drei Studien [1, 2, 3, 4] zeigen Handlungsoptionen auf, wie die langfristigen Klimaschutzziele für 2050 in einem integrierten System erreicht werden könnten. Sie identifizieren Lösungen sowie die Herausforderungen bei der Umsetzung und weisen darauf hin, welche Rahmenbedingungen erforderlich sind.

Eine zentrale Rolle in einem stärker integrierten Energiesystem spielt Strom. Er wird zum universellen Sekundärenergieträger in nahezu allen Verbrauchssektoren und soll diese zunehmend miteinander verbinden. Strom deckt den sinkenden Bedarf an Wärme ebenso wie den steigenden Bedarf an emissionsfreier Energie im Verkehr. Strom ist erforderlich für die Herstellung weiterer Sekundär- oder Nutzenergien sowie für die Industrieproduktion.

Eine vollständige Elektrifizierung aller Sektoren könnte zu einer Verdoppelung des gegenwärtigen Strombedarfs führen. Für eine weitgehend emissionsfreie Energieversorgung bis 2050 müssen daher die Anteile der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung deutlich stärker als geplant ausgebaut werden. Die heutige Kapazität der Windkraft- und Photovoltaikanlagen von insgesamt knapp 105 GW (Ende 2018) müsste um das 2,5- bis 7-fache steigen. Bis 2050 braucht Deutschland – je nach Modellannahmen – mindestens 250 GW und bis zu 600 GW Stromerzeugungskapazitäten auf Basis erneuerbarer Energien [5]. Der bestehende Ausbaukorridor für EE-Anlagen müsste folglich erweitert, benötigte Flächen insbesondere für Windstromerzeugung von den Bundesländern bereitgestellt und der Netzausbau intensiv vorangetrieben werden (Abb. 1).

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