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Energiewende 2030 - The Big Picture

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Agora Energiewende (2017): Energiewende 2030: The Big Picture. Megatrends, Ziele, Strategien und eine 10-Punkte-Agenda für die zweite Phase der Energiewende.

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Agora Energiewende | Energiewende 2030: The Big Picture 3.3 Wärmewende 2030 Der Wärme- und Kältesektor 30 verbraucht von allen drei Energiebereichen die meiste Energie: Im Jahr 2015 wurden insgesamt 1.373 Terawattstunden Wärme- und Kälteenergie verbraucht. 31 Das entspricht in etwa der Größe des Strom- und Verkehrssektors zusammen. Bei den Emissionen belegt er Platz zwei; insgesamt entstanden 2015 im Wärmebereich Treibhausgasemissionen in Höhe von 290 Millionen Tonnen CO 2e . Etwa 60 Prozent des Wärmeverbrauchs entfallen auf Gebäude, die restlichen rund 40 Prozent werden in der Industrie insbesondere als Prozesswärme in der Produktion eingesetzt. Während in den Gebäuden im Zeitraum 2000 bis 2015 durchaus Erfolge vorzuweisen waren (so sank hier der Energieverbrauch um 13 Prozent, die Emissionen verringerten sich sogar um 25 Prozent), 32 sind im Bereich der industriellen Wärmenutzung in den letzten Jahren relativ wenig Klimaschutzfortschritte zu erkennen. Fast die Hälfte der Wärme wird aus Erdgas erzeugt (43 Prozent), gefolgt von Mineralöl (15 Prozent) und Strom (13 Prozent). Der Rest wird zu etwa gleichen Teilen durch direkte Nutzung der Erneuerbare Energien (10 Prozent), 33 Fernwärme (9 Prozent) und Steinkohle (8 Prozent) bereitgestellt. 34 Der Wärmesektor ist der Sektor, in dem die langlebigsten Kapitalstöcke existieren – das Durchschnittsalter der Wohngebäude beträgt etwa 50 Jahre. Herausforderung Wärme: Der größte Energiesektor hat die langlebigsten Kapitalstöcke Im Jahr 2030 wird der Wärme- und Kältesektor viel effizienter und sauberer sein als heute. Knapp die Hälfte aller Gebäude sind entweder Neubauten oder sanierte Altbauten, die hohe energetische Standards erfüllen. Sie erfüllen gleichzeitig Komfortwünsche, da sie Wärme lange in den Gebäuden halten, die Sonneneinstrahlung zur indirekten Beheizung nutzen und es den Bewohnern ermöglichen, ihre gesamte Wohnfläche auch im Winter auf Wohlfühltemperatur zu halten. Öl wird im Gebäudesektor bis 2030 weitgehend durch emissionsärmere Heizungssysteme wie Erdgasheizungen oder Wärmepumpen ersetzt. Im Übergang nutzen viele unsanierte oder teilsanierte Altbauten bivalente Heizungen, die Wärmepumpen mit Öl- oder Gaskesseln kombinieren. Diese nutzen je nach stündlichem Strompreis und Wärmebedarfssituation den Strombetrieb oder die Zufeuerung durch Öl oder Gas und senken so die Emissionen schon deutlich. Fernwärmenetze werden durch eine Vielzahl von Wärmequellen gespeist, bei denen Gas-KWK-Anlagen mit erneuerbaren Energieträgern (Solarthermie, Geothermie, Biomasse, Großwärmepumpen) und verstärkter Abwärmenutzung kombiniert werden. Kohleeinsatz wird in der Fernwärme und bei der industriellen Wärmeerzeugung halbiert. Stattdessen werden in der Industrie Effizienztechnologien flächendeckend eingesetzt und Erdgas wird nach und nach durch den Bezug erneuerbaren Stroms oder erneuerbar erzeugten Wasserstoffs ersetzt. Vier Strategien bis 2030: Gebäude sanieren, Kohle und Öl halbieren, Erneuerbare erhöhen, Wärme elektrifizieren Der Wärmesektor muss seine Treibhausgasmissionen bis 2030 um etwa 40 Prozent gegenüber 2015 reduzieren 35 – vor allem im Gebäudebereich, aber auch im industriellen Wärmebedarf. Die folgenden vier Strategien machen dies möglich: 1. Efficiency First: Gebäudewärme sinkt um ein Viertel, Industriewärme um 10 Prozent Um die Transformation kosteneffizient zu gestalten, muss die Energieeffizienz deutlich gesteigert werden. Der Endenergieverbrauch von Wärme in Gebäuden sinkt daher bis 2030 um ein Viertel. Dies bedeutet, dass jährlich etwa zwei Prozent der Häuser energetisch saniert werden. Auch in der Industriewärme werden die vielen noch vorhandenen Effizienzpotenziale ausgeschöpft, sodass 2030 der Verbrauch etwa 10 Prozent niedriger liegt als 2015. Im Ergebnis verbraucht der Wärmesektor dann etwa 1.100 Terawatt- 30

IMPULSE | Energiewende 2030: The Big Picture stunden, etwa jeweils zur Hälfte in Gebäuden und für Industrieprozesswärme. 2. Kohle- und Ölverbrauch mehr als halbieren Die CO 2 -intensivsten Energieträger sind Kohle und Öl. Deshalb werden diese bis 2030 deutlich reduziert. Erdgas hingegen wird weiter genutzt und das Erdgasnetz wird vorgehalten für die Zeit erneuerbar hergestellter Brennstoffe. Konkret bedeutet das: In Gebäuden werden einfache Ölheizkessel bis 2030 weitgehend durch Öl-Hybrid-Wärmepumpen-Heizungen oder andere Technologien ersetzt; in den Fernwärmenetzen und der industriellen Wärmenutzung wird der Kohleverbrauch halbiert. 3. Erneuerbare Wärme ausbauen Sowohl im Gebäudesektor als auch in Fernwärmenetzen und in der Industrie existieren noch viele Optionen zur Nutzung erneuerbarer Wärme wie Geothermie, Solarthermie, Umweltwärme und Abfall-Biomasse. Diese sollen umfassend realisiert werden, sodass 2030 etwa 200 Terawattstunden erneuerbare Wärme direkt genutzt werden. Dies beinhaltet eine Modernisierung der Fernwärmenetze hin zu Niedertemperaturnetzen. 4. Elektrifizierung mit Wärmepumpen Wind- und Solarstrom mittels Power-to-Heat und Wärmepumpen auch im Wärmesektor zu nutzen, ist effizienter Klimaschutz. Bis 2030 werden fünf bis sechs Millionen Wärmepumpen eingebaut, die Hälfte davon als Hybridlösungen mit Gas- oder Ölkesseln. Da parallel ineffiziente Strom-Nachtspeicherheizungen, die noch vielfach im Einsatz sind, ausgetauscht werden, ist der zusätzliche Strombedarf begrenzt und beträgt nur rund 20 Terawattstunden. Sollten diese Strategien nicht erfolgreich sein, müssten erhebliche Mengen Power-to-Gas zum Einsatz kommen, um das Sektorziel zu erreichen. Mit vier Strategien kann der Wärmesektor die Emissionen bis 2030 um rund 40 Prozent senken Abbildung 12 2015 Strategien Ziel 2030 290 Mio. t CO 2e 170–175 Mio. t CO 2e 1.600 Endenergieverbrauch von Wärme/Kälte [TWh] 1.200 800 400 0 1.373 126 205 588 187 139 115 1. Effizienz: Jährlich 2 % Gebäude sanieren 2. Öl und Kohle halbieren 3. Elektrifizieren 4. Erneuerbare Wärme ausbauen –250 ~1.100 ~60 ~90 ~450 ~200 ~200 ~100 –25 % Gebäudewärme, –10 % Industriewärme Öl und Kohle werden marginal, Erdgas ist Übergangstechnologie 5–6 Mio. Wärmepumpen Erneuerbare stellen ein Drittel der Wärme Fernwärme Erneuerbare Energien Strom Steinkohle Gas Kernenergie Sonstige AGEB (2016a), BMUB (2016), UBA (2017a), eigene Berechnungen auf Basis EWI/Prognos/GWS (2014a), Fraunhofer IWES/IBP (2017) 31

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