Der Sektor Energiewirtschaft umfasst alle Bereiche, die Energie bereitstellen, wie die Erzeugung von Strom und Fernwärme, die Raffinerien und sonstige Energiebereitstellung. 2019 entfielen 75% der Emissionen auf die Stromerzeugung, 9% auf die Fernwärme, 9% auf Raffinerien und 7% auf Sonstige. Bei Strom und Fernwärme entfielen wiederum 56% der Emissionen auf Braunkohlekraftwerke, 21% auf Steinkohlekraftwerke, 16% auf Erdgaskraftwerke und 6% auf Kraftwerke, die mit Öl, Abfall oder sonstigen Brennstoffen betrieben wurden.
Die wichtigsten Maßnahmen, um die Energiewirtschaft bis 2045 klimaneutral zu bekommen, sind:
- Ausbau von Windkraft und PV, da Grüner Strom der wichtigste Energielieferant einer klimaneutralen Gesellschaft wird; Strombedarf verdoppelt bis verdreifacht sich bis 2045 durch Elektrifizierung von Verkehr, Gebäudewärme und Industriewärme)
- Beschleunigung beim Netzausbau auf allen Ebenen, um größere Mengen Strom transportieren zu können
- Flexibilisierung des Verbrauchs durch Preisanreize und Digitalisierung, um erneuerbaren Strom dann besser zu nutzen, wenn er im Überfluss vorhanden ist
- Gas/H2–Kraftwerke für die Versorgungssicherheit im Winter und bei Dunkel-Flauten
- Fernwärme wird durch Großwärmepumpen, Geothermie, Solarthermie und Abfallverbrennung inkl. Carbon Capture and Storage (CCS) komplett dekarbonisiert und kann mit Biomasse und Bio Energy Carbon, Capture and Storage (BECCS) sogar zur CO2-Senke werden; Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) kann zusätzlich Energiespitzen ausgleichen
- Aufbau von Stromspeichern, um erneuerbaren Strom zu speichern, wenn er im Überfluss vorhanden ist
Bei diesen Maßnahmen sind sich die Studien grundsätzlich einig, nur bei den genauen Zahlen unterscheiden sie sich etwas. Die wiederum hängen von mehreren Rahmenbedingungen ab, wie dem Elektrifizierungsgrad unserer Gesellschaft, Effizienzsteigerungen, Wirtschafts- und Bevölkerungswachstum, Renovierungsquote und verschiedenen Verhaltensänderungen. So schwanken z.B. die Prognosen des Stromverbrauchs in 2045 zwischen 900 und 1.400 TWh (zum Vergleich: 493 TWh in 2024), des Zielausbaus von Windkraft zwischen 170 und 280 GW (72,8 GW in 2024), von Photovoltaik zwischen 230 und 470 GW (99 GW in 2024), von H2-Kraftwerken als Backup zwischen 60 und 90 GW (34 GW an Gaskraftwerken in 2024) und von Stromspeicher zwischen 10 und 60 GW (19 GW in 2024).
Durch all diese Maßnahmen kann der Energiesektor bis 2045 klimaneutral werden und kann durch den Einsatz von BECCS bei der Fernwärme- und Stromerzeugung sogar negative Emissionen erzeugen, die wir für die Klimaneutralität benötigen. In einer klimaneutralen Gesellschaft müssen wir deutlich weniger Energie importieren (433 TWh in 2045 im Vergleich zu 2.670 TWh in 2019 => -84%), da wir die meiste Energie zukünftig durch erneuerbare Energie selbst herstellen (siehe auch diesen Blog-Artikel zu diesem Thema), und wir werden dadurch weniger anfällig für Energiekrisen. Die restlichen 16% an Energie, die wir noch importieren, wird grüner Wasserstoff aus dem europäischen Ausland über Pipelines sein und strombasierte, klimaneutrale Kraftstoffe (Power-to-Liquid) über Tankschiffe aus Ländern mit guten Bedingungen für Solarstrom.
Benötigt werden diese klimaneutralen Kraftstoffe für alle Bereiche, die nicht elektrifiziert werden können (z.B. internationalen Flugverkehr und Schifffahrt), oder eine Elektrifizierung ineffektiv wäre (z.B. im Hochtemperaturbereich der Industrie), oder es noch Restbestände an Verbrennungstechnologie gibt (z.B. im unrenovierten Gebäudebestand). Einen weiteren großen Bedarf an grünem Wasserstoff gibt es bei H2-Kraftwerken, die für die Versorgungssicherheit notwendig werden, um im Winter oder bei Dunkel-Flauten die benötigte Energie bereitzustellen. Allerdings kann mit einem intelligenten Stromnetz die Erzeugung und der Verbrauch von Strom besser aufeinander abgestimmt werden, so dass durch diese Flexibilisierung des Stromverbrauchs insgesamt der Strom aus erneuerbaren Quellen besser genutzt werden kann und z.B. Wärmepumpen und E-Autos zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen können.
Ich will hier auch noch kurz auf den Abfall- und Abwassersektor kurz eingehen, der 2024 für nur 0,8% der Deutschen Emissionen verantwortlich war. In den meisten Studien wird dieser Sektor zum Energiesektor dazugezählt, da in den meisten Studien im Jahr 2045 Müll und Faulgase aus der Abwasseraufbereitung als Brennstoff in Fernwärmekraftwerken inkl. Kraftwärmekopplung und CCS verwendet wird, und so zu einer klimaneutralen Strom- und Wärmeversorgung beitragen.
Soweit ein kurzer Überblick, wie der Energiesektor bis 2045 klimaneutral werden kann. Als Nächstes wollen wir uns den ersten großen Verbrauchssektor anschauen, den Verkehrssektor.