Sektorkopplung durch die Energiewende

Volker Quaschning

Dies ist eine mit Bildern 13, 14 und Tabellen 10, 11 ergŠnzte Kopie der Kurzfassung von Volker Quaschnings Studie
"Sektorkopplung durch die Energiewende - Anforderungen an den Ausbau erneuerbarer Energien zum Erreichen der Pariser Klimaschutzziele unter BerŸcksichtigung der Sektorkopplung", HTW Berlin, 20.6.2016

zum Vergrš§ern auf Bild klicken

Kurzfassung

Beim Pariser Klimagipfel wurde beschlossen, die globale ErwŠrmung mšglichst auf 1.5 Grad Celsius zu begrenzen, um die Folgen des Klimawandels noch in einem vertretbaren Ausma§ zu halten. Dazu ist eine Reduktion des energiebedingten Kohlendioxidaussto§es gegen 2040 auf null erforderlich. Danach darf kein fossiles Erdgas, Erdšl und keine Kohle mehr genutzt werden oder das zu viel emittierte Kohlendioxid muss mit aufwŠndigen und kostenintensiven CCS-Verfahren wieder der AtmosphŠre entzogen und endgelagert werden. Die Energieversorgung in den Sektoren Strom, WŠrme und Verkehr sollte daher bis 2040 vollstŠndig mit erneuerbaren Energien gedeckt werden.


Die Potenziale fŸr Biomasse, Geothermie und Solarthermie sind in Deutschland begrenzt. Darum muss der wesentliche Anteil der kŸnftigen Energieversorgung durch Strom aus Windkraft und Photovoltaik gedeckt werden. Bei gleichbleibenden Verhaltens- und Konsummustern steigt dadurch der Stromverbrauch von derzeit rund 600 TWh auf gut 1300 TWh an. Voraussetzung sind ambitionierte Effizienzma§nahmen. Der motorisierte Stra§enverkehr muss fast vollstŠndig elektrifiziert werden. Gegen 2050 mŸssen dafŸr die Produktion von Fahrzeugen mit Benzin- und Dieselmotoren eingestellt und fŸr den GŸterverkehr wichtige Fernstra§en mit Oberleitungen versehen werden. Im WŠrmebereich dŸrfen ab dem Jahr 2020 keine neuen Gas- oder …lheizungen sowie KWK-Anlagen installiert werden. Aus EffizienzgrŸnden wird kŸnftig der Ÿberwiegende Anteil der RaumwŠrme durch WŠrmepumpen gedeckt.


Werden die Effizienzma§nahmen nicht umgesetzt, steigt der Strombedarf auf bis zu 3000 TWh an. Diese Strommenge in absehbarer Zeit klimaneutral zu decken ist unrealistisch. Selbst fŸr einen Strombedarf von 1300 TWh muss das Ausbautempo von Solar- und Windkraftanlagen deutlich steigen.

Zur kosteneffizienten Integration dieser erneuerbaren Kraftwerksleistungen muss ein Kohleausstieg bis spŠtestens 2030 erfolgen.


Mit den heutigen Zielvorgaben aus dem Erneuerbare-Energien-Gesetz besteht keinerlei Mšglichkeit, die Pariser Klimaschutzziele zu erreichen. Das ist den politischen Verantwortlichen entweder nicht bewusst oder sie nehmen ein Verletzen der Klimaschutzverpflichtungen bewusst in Kauf oder setzen auf eine nachtrŠgliche Korrektur durch CCS-Technologien. Da keine dieser Optionen gesellschaftlich tragbar ist, sind schnelle und einschneidende Korrekturen der Energiepolitik dringend erforderlich.


Schlussfolgerungen der Studie

Tab.10 Tab.11


100 Prozent erneuerbare Energien fŸr Deutschland: Koordinierte Ausbauplanung notwendig

DIW Wochenbericht 29/30 / 2021, S. 507-513

Download (im Cache) - Gesamtausgabe (PDF 2.5 MB)

Leonard Gške, Claudia Kemfert, Mario Kendziorski, Christian von Hirschhausen

ãDas Ausbautempo muss stark gesteigert werden, sowohl bei der Windenergie als auch bei der Solarenergie. FŸr eine Vollversorgung mit erneuerbaren Energien mŸssen wir die Rahmenbedingungen fŸr alle Sektoren schaffen, nicht nur fŸr Strom, sondern auch fŸr WŠrme und MobilitŠt. Dann kšnnte es sehr schnell gehen.Ò Claudia Kemfert

Wenn das bis 2035 verwirklicht werden soll, bedeutet das einen Zubau von 3 GW (PV + Wind) pro Monat.

Nutzung ausschlie§lich erneuerbarer Energien ist mšglich und sicher

CO2-neutral bis 2035: Eckpunkte eines deutschen Beitrags zur Einhaltung der 1,5-¡C-Grenze

Diskussionsbeitrag fŸr Fridays for Future Deutschland mit finanzieller UnterstŸtzung durch die GLS Bank (2. korrigierte Auflage)

Georg Kobiela et al., Wuppertal-Institut, Oktober 2020

Literatur

Das bedeutet 2 ... 3 GW (PV + Wind) pro Monat

EE-Ausbau bei Sektorkopplung

Volker Quaschning
Werden die Effizienzma§nahmen nicht umgesetzt, steigt der Strombedarf auf bis zu 3000 TWh/a an. Diese Strommenge in absehbarer Zeit klimaneutral zu decken ist unrealistisch. Selbst fŸr einen Strombedarf von 1300 TWh/a muss das Ausbautempo von Solar- und Windkraftanlagen deutlich steigen.

Agora-Energiewende & Prognos in Studie (2020) "Klimaneutrales Deutschland" (s. unten): Nettostromerzeugung bei Sektorkopplung: 848 TWh/a

  • Bei der Onshore-Windkraft liegt der empfohlene jŠhrliche Nettozubau bei 6.3 GW/a,
  • bei der Offshore-Windkraft bei 3 GW/a und
  • bei der Photovoltaik bei 15 GW/a.

Quelle: DIW



Quelle: Uba, 2021,

Entwicklung des Endenergieverbrauchs nach Sektoren und EnergietrŠgern, 10. Mai 2021

Quelle: Stiftung Klimaneutrales Deutschland (KNDE)

1. Volker Quaschning (HTW), "Klimaschutz in der Sackgasse Ð Bedrohungen und Wege in eine neue Energiewelt", 17. Juni 2019 (im Cache)

Notwendiger Ausbau

  • Onshore-Wind: 6.5 GW/a
  • PV: 16 GW/a

Potential

  • PV: 400 GW (= 0.6% der LandesflŠche)
    • 200 GW auf GebŠuden,
    • 200 GW auf FreiflŠchen = 1000 km^2 bei 20% Modulwirkungsgrad
    • landwirtschaftliche FlŠchen: 182 000 km2

  • Wind: 276 GW
    • 200 GW onshore (installiert 53 GW, Stand: Ende 2018)
    • 76 GW offshore

2. Forschungszentrum JŸlich (2020): Projektion fŸr 2050 im Szenario "95% (80%) Reduktion im Vergleich zu 1990"

  • PV: 167 (109) GW (Tab. 5.3)
    • 104 (63) GW, Volllaststunden: 1187 (1194) h/a auf FreiflŠchen,
    • 63 (46) GW, 1100 (1100) h/a auf DŠchern

  • Wind: 264 (175) GW (Tab. 5.2)
    • 231 (153) GW, Volllaststunden: 2354 (2384) h/a onshore
    • 33 (22) GW, Volllaststunden: 4595 (4595) h/a offshore

3. Stiftung KlimaneutralitŠt (2020): Projektion "Klimaneutrales Deutschland" fŸr 2050 (2030) der Agora Energiewende, Agora Verkehrswende, Prognos (s. hier)

  • PV: 355 GW (150 GW),
    • Ausbau im Zeitraum 2021 - 2030: 10 GW/a, Bruttozubau 98 GW
  • Wind
    • onshore: 130 GW (80 GW),
      • Ausbau im Zeitraum 2021 - 2030: 4.5 GW/a, Bruttozubau 44 GW
    • offshore: 79 GW (25 GW),
      • Ausbau im Zeitraum 2021 - 2030: 1.7 GW/a, Bruttozubau 17 GW

4. DIW 2021 für Sektorkopplung bei 100% Erneuerbaren Energien in Deutschland (Kurzfassung, Langfassung im Cache):

  • PV
    • Aufdach: 900 GW
    • FreiflŠchen: 226 GW
  • Wind
    • onshore: 223 GW
    • offshore: 80 GW

5. Ziel der Bundesregierung

  • 67 bis 71 GW onshore (bis 2030). Gegenwärtig (2020) sind 55 GW (onshore) installiert.

6. Umweltbundesamt: Geplante Abstandsregeln fŸr WindrŠder gefŠhrden Klimaziele, 20.11.2019 (mehr)

  • 81 GW: theoretisches Onshore-Wind-Leistungspotenzial der potenziell nutzbaren FlŠchen (bis 2030)


Version: 27.9.2021
Adresse dieser Seite
Home
Joachim Gruber