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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 3.6 Infrastruktur 2030: Netze der Zukunft Die Energiewende bedeutet nicht nur, dass sich Erzeugung und Verbrauch von Energie grundlegend verändern, sondern auch, dass die Infrastruktur an die Veränderungen angepasst werden muss. Dies betrifft neben den Strom-, Wärme- und Gasnetzen auch die Verkehrsinfrastruktur. Die Langlebigkeit dieser Infrastrukturen erfordert bereits bei ihrer Planung heute den Blick auf 2050, um sie für ein nahezu CO 2 -freies Energiesystem zu gestalten. Stromnetze 2030: Ein Zielnetz definieren, Innovationen vorantreiben Im Zuge der Energiewende ist im Übertragungsund Verteilnetz ein erheblicher Stromnetzausund -umbau notwendig. Gerade der Übertragungsnetzausbau stößt jedoch auf erhebliche Kritik bei den betroffenen Bürgern – mit der Folge, dass von den beschlossenen 7.700 zusätzlichen Leitungskilometern erst 850 Kilometer gebaut sind. Die Energiewende basiert auf dem Ausbau der Solarund Windenergie. Solarstrom wird dabei vorwiegend im Sommer- und Windstrom vorwiegend im Winterhalbjahr erzeugt. Optimal wäre daher ein räumlich gleichmäßiger Ausbau von Wind- und Solaranlagen. Windkraft wird jedoch zu mehr als 75 Prozent in Norddeutschland und auf dem Meer zugebaut, woraus ein erheblicher Transportbedarf nach Süden resultiert. Soll der Übertragungsnetzausbau vermieden werden, müssten von nun an etwa 75 Prozent der neuen Windkraftanlagen in Mittel- und Süddeutschland errichtet werden. Hierfür gibt es jedoch absehbar keinen politischen Willen in den Bundesländern. Es ist daher richtig, die im Energieleitungsausbaugesetz und im Bundesbedarfsplangesetz 2016 beschlossenen Leitungen zügig zu errichten. Im Jahr 2030 werden diese dann bei einem Erneuerbaren-Anteil von 60 Prozent im Stromsektor für den überregionalen Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch sorgen. Auch wenn der Netzausbau zu den günstigen Optionen der Erneuerbaren-Integration zählt, bedeutet er Mehrkosten: Bis 2030 werden insgesamt etwa 50 Milliarden Euro investiert, was zum Anstieg der Netzentgelte um etwa 3,5 Milliarden Euro pro Jahr führt. 45 Angesichts der Kosten, absehbarer technischer Innovationen und der Akzeptanzfrage muss jedoch jeder weitere Netzausbau grundlegend überdacht werden. Aufgabe ist es, ein Zielnetz 2050 zu planen, das auf den bereits beschlossenen Stromtrassen beruht. Der über 2030 hinaus entstehende Stromtransportbedarf wird dann primär durch Kapazitätserweiterungen bestehender Trassen, IT-Innovationen in der Netz- und Systemführung sowie durch regulatorische Anpassungen gedeckt. Smart Markets werden beispielsweise Preissignale für eine regionale Verwendung von Strom liefern und damit den Transportbedarf verringern. Auch im Verteilnetz sind erhebliche Investitionen notwendig – zum einen, um neue Wind- und Solarparks anzuschließen, zum anderen, um neue Verbraucher wie Wärmepumpen und Elektrofahrzeuge einzubinden. Auch hier kann der reine Netzausbaubedarf reduziert werden, indem intelligente Steuerungen eingesetzt, neue Verbraucher in Smart Markets eingebunden und neue Erzeugungsanlagen gebündelt angeschlossen werden (beispielsweise die Errichtung von Solaranlagen in Windparks zur Nutzung desselben Netzanschlusses). Wärme- und Gasnetze 2030: Strukturen anpassen und modernisieren Fern- und Nahwärmenetze sind zentrale Bestandteile jeglicher Klimaschutzstrategie im Wärmesektor. Sie ermöglichen auch in Großstädten eine CO 2 -arme Wärmeversorgung. Dafür müssen die bestehenden Wärmenetze umgebaut und an einen sinkenden Wärmebedarf angepasst werden. Bislang sind sie darauf ausgelegt, Wärme von zentralen Erzeugungsanlagen zu einem wenig gedämmten Gebäudebestand zu transportieren. 36

IMPULSE | Energiewende 2030: The Big Picture In Zukunft werden zahlreiche CO 2 -arme Wärmequellen – Biomasseanlagen, Geothermie, Solarthermie, Großwärmepumpen, Power-to-Heat-Anlagen, industrielle Abwärme – in Wärmenetze eingebunden und reduzieren so sukzessive den fossilen Anteil der Wärme. Gleichzeitig sinkt aufgrund der Gebäudesanierung der Wärmebedarf. Daher ist es nötig, die Netze zu Niedertemperaturnetzen umzubauen und sie hydraulisch so auszulegen, dass verschiedene dezentrale Wärmeerzeuger ins Netz einspeisen können. Die Bedeutung der Gasnetze im Verlauf der Energiewende ist zum jetzigen Zeitpunkt noch offen. Der Erdgasverbrauch wird bis 2030 nur leicht sinken, da der primäre Fokus auf der Reduktion der CO 2 -intensiveren Energieträger Kohle und Erdöl liegt. Auf dem Weg zu den Klimaschutzzielen im Jahr 2050 wird der Verbrauch von fossilem Erdgas nach 2030 nahezu vollständig reduziert. Die zentrale Frage für die Zukunft der Gasnetze ist daher, in welchem Umfang Power-to-Gas zum Einsatz kommen wird. Synthetische CO 2 -freie Gase wie Wasserstoff oder Methan eignen sich zum Heizen, als Energieträger und Basisstoff in der Industrie sowie als Langzeitspeicher für Wind- und Solarstrom. Ihr Nachteil sind jedoch die Kosten in der Herstellung: Die direkte Nutzung von Strom und Energieeffizienz werden nach heutiger Erkenntnis im Vergleich zu einer Nutzung synthetischer Gase günstiger sein. Es ist insofern zu erwarten, dass das Gasnetz 2050 kleiner sein wird als heute. Gasverteilnetze im ländlichen Raum werden sich vermutlich immer weniger rechnen. Langfristig wichtig bleiben dürfte das Gasnetz jedoch in Regionen mit hoher Industriedichte sowie zur Belieferung von Kraftwerken, die die Versorgungssicherheit gewährleisten. Wo welche Wärme- und Gasnetze langfristig zum Einsatz kommen, ist eine Frage, die nur anhand der jeweiligen lokalen Potenziale für eine CO 2 -freie Wärmeerzeugung im Abgleich mit den Wärmesenken entschieden werden kann. Daher ist es von zentraler Bedeutung, bis 2030 kommunale Wärmekonzepte zu erstellen, die eine langfristig CO 2 -freie Wärmeversorgung mit der jeweils benötigten Infrastruktur skizzieren, und diese dann umzusetzen. Verkehrsnetze 2030: Die Elektrifizierung der Verkehrswege vorantreiben Um den Verkehr zu dekarbonisieren, ist neben der Steigerung der Effizienz die Elektrifizierung die zentrale Strategie. Hierfür ist die Verkehrsinfrastruktur aber bei Weitem noch nicht ausgelegt; umfassende Investitionen sind notwendig. Dies beinhaltet vor allem drei Maßnahmen: →→Schienennetze ausbauen und elektrifizieren: Um mehr Verkehr auf die Schiene zu verlagern, ist ein zügiger Schienennetzausbau nötig. Die Teile des Schienennetzes, die nach wie vor mit Dieselloks befahren werden, müssen zügig elektrifiziert werden – bis 2030 ist ein Elektrifizierungsgrad von 80 Prozent möglich. →→Ladeinfrastruktur für Elektromobilität: Die zehn bis zwölf Millionen Elektroautos im Jahr 2030 benötigen eine Ladeinfrastruktur. Sowohl an Autobahnen und Landstraßen, aber auch innerstädtisch und in Gewerbeimmobilien ist der Aufbau einer entsprechenden Infrastruktur notwendig. →→Oberleitungen an Autobahnen: Um den überregionalen Güterverkehr auf zentralen Strecken Deutschlands zu elektrifizieren, bieten sich Oberleitungs-Lkws an, die als Hybridfahrzeuge einen Teil ihrer Strecke mit Strom fahren. Hierfür ist nach Abschluss der Pilotprojekte bis 2030 die Installation von Oberleitungen an Hauptverkehrsadern nötig. Der aktuelle Bundesverkehrswegeplan wurde vor dem Klimaschutzplan 2050 mit seinem 2030-Verkehrssektorziel beschlossen und enthält daher nicht diese notwendigen Investitionen. Es ist nötig, diesen nach Erstellung eines Verkehrswendekonzepts 2030 grundlegend zu überarbeiten. 37

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