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Erneuerbare Gase ‐ ein Systemupdate der Energiewende

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Die enervis‐Studie „Erneuerbare Gase – ein Systemupdate der Energiewende“ skizziert den Weg zu einem treibhausgasneutralen Energiesystem bis zum Jahr 2050. Die Studie wurde vom Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) und der Initiative Erdgasspeicher e.V. (INES) beauftragt. Ein Politischer Beirat hat die Studie begleitet.

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3 Allgemeine Prämissen Im Rahmen der Studie findet eine integrierte Modellierung der Energieversorgung statt. Im Bereich der Endkundensegmente wurden dafür das enervis-Wärmemarktmodell und das enervis-Verkehrsmodell eingesetzt. Weiterhin wird die Kopplung der einzelnen Segmente mittels des enervis-Strommarktmodells abgebildet und optimiert. Die enervis-Modellandschaft greift auf übergeordnete allgemeine Prämissen zurück, die die grundsätzlichen Rahmenbedingungen der Modellierung vorgeben und für beide Szenarien gleichermaßen gültig sind. Diese Prämissen werden im Folgenden beschrieben. Spezifische Prämissen werden hingegen in den jeweiligen Abschnitten der Studie separat erläutert. Klimaziele und CO2-Minderungspfade Der CO2-Ausstoß ist die wesentliche Zielgröße bei der grundsätzlichen Definition beider Szenarien. In beiden Szenarien erreicht das Energiesystem eine vollständige Treibhausgasneutralität bis 2050. Die Szenarien werden daher im Folgenden auch als „Dekarbonisierungsszenarien“ bezeichnet. Sie folgen damit grundsätzlich den Bekenntnissen des Pariser Klimaschutzabkommens, Treibhausgasneutralität in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts zu erreichen. Es wird der Verlauf der Transformation des Energiesystems von heute bis 2050 modelliert. Für die Dekarbonisierungsszenarien sind daher weitere Stützstellen als Zwischenziele hinsichtlich der Treibhausgasemissionen zu definieren. Als Orientierungspunkte dienen dafür die Vorgaben des Klimaschutzplans 2050 der Bundesregierung 3 . Der Klimaschutzplan zielt bis 2050 zwar auf eine Treibhausgasreduktion von 80-95% ab. Dennoch liefert er für das Jahr 2030 sektorale Ziele, die der sektorscharfen Modellierung eine Orientierung geben. Dafür wurden sie auf die vorgenommene Abgrenzung der Sektoren angepasst (siehe Abbildung 3). Dabei ist zu beachten, dass in dieser Studie der CO2-Ausstoß an der Quelle bilanziert wird. Beispielsweise entfallen die CO2-Emissionen, die mit der Stromproduktion verbunden sind auf die „Energiewirtschaft“. Auch dann, wenn der Strom in einer Wärmepumpe im „Wärmesektor“ eingesetzt wird. 2050 Treibhausgasneutralität in allen Sektoren ≥ 55% Reduktion CO 2 eq ggü. 1990 2030 Energiewirtschaft Wärmesektor Verkehr ~ 61% ggü. 1990 ~ 66% ggü. 1990 ~ 41% ggü. 1990 FeedStock ~ 50% ggü. 1990 Abbildung 3: Klimaschutzziele im Rahmen der Dekarbonisierungsszenarien Geografischer Fokus Für das Zieljahr 2050 wird ausschließlich die deutsche Energieversorgung modelliert. Diese Betrachtungsweise bietet die Möglichkeit, die Anforderungen zu beschreiben, die das deut- 3 Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB), Klimaschutzplan 2050, November 2016 INES Initiative Erdgasspeicher e.V. / BWE Bundesverband Windenergie e.V. Erneuerbare Gase - ein Systemupdate der Energiewende 12. Dezember 2017 Seite 18

sche Energiesystem an die Bereitstellung Erneuerbarer Energien und an erforderliche Flexibilität durch Energiespeicher stellt. Es kann in der Folge eine Aussage getroffen werden, welche Technologien sich zur Integration des Gesamtsystems in Deutschland eignen. Energieimporte und -Exporte finden in der Folge spätestens im Jahr 2050 nicht mehr statt, auch um zu vermeiden, dass Kernenergie oder fossile Strommengen aus dem Ausland der Versorgung Deutschlands dienen. Bis in das Jahr 2050 werden dafür die Importpunkte sukzessive zurückgefahren. Deutschland muss gemeinsam mit den anderen EU-Mitgliedstaaten eine Erreichung der Klimaziele anstreben. Das bedeutet, dass auch andere Staaten nicht mehr auf fossile Energieträger in heutigem Maße zurückgreifen können und vor den gleichen Herausforderungen wie Deutschland stehen werden. In der Folge stünde Deutschland auch keine konventionelle Erzeugung aus dem Ausland mehr zur Verfügung. Trotz dieser Prämisse ist selbstverständlich von einer zunehmenden Integration des EU-Binnenmarkts auszugehen, der einen länderübergreifenden Energiehandel ermöglicht. Damit sind sehr wahrscheinlich in beiden Szenarien Kostenvorteile verbunden. Erneuerbare Energien Um ein treibhausgasneutrales Energiesystem in Deutschland in beiden Dekarbonisierungsszenarien zu erreichen, muss die Energieverwendung vollständig mit Erneuerbaren Energien gedeckt werden. Der Studie liegt daher die Prämisse zugrunde, dass der Energiebedarf im Jahr 2050 zu 100% mit Erneuerbaren Energien gedeckt wird. Bis dahin können entsprechend der verbleibenden CO2-Budgets noch fossile Brennstoffe eingesetzt werden, um volkswirtschaftliche Kostenvorteile zu nutzen. Kohleausstieg: Ein Kohleausstieg wird in der Modellierung nicht exogen vorgegeben. In den beiden Szenarien ergibt sich aufgrund der im Jahr 2050 zu erreichenden Treibhausgasneutralität modellendogen ein Kohleausstieg im Zeitraum zwischen 2030 und 2040. Kernenergie, Carbon Capture and Storage und Carbon Capture and Utilization (CCS/CCU) Den aktuellen politischen Rahmenbedingungen folgend wird in dieser Studie der Ausstieg aus der Kernenergie gemäß der geltenden Rechtslage vollzogen. Es wird weder auf CCS noch auf CCU zurückgegriffen. Volkswirtschaftliche Kosten Studienübergreifend spielt die Frage nach den volkswirtschaftlichen Kosten der Dekarbonisierung des Energiesystems eine zentrale Rolle. Es wird daher jeweils eine Abschätzung für die beiden Szenarien gegeben, welche volkswirtschaftlichen Kosten im Zeitraum 2017-2050 bei der Transformation des Energiesystems anfallen. Volkswirtschaftliche Kosten sind definiert als Investitions- und fixe Betriebskosten für Endkundentechnologien (z.B. Heizungen, Fahrzeuge) Investitions- und fixe Betriebskosten für Energieerzeugungs- und Umwandlungstechnologien (z.B. PV, Wind, Kraftwerkskapazitäten, Power-to-Gas Anlagen) Investitionen in Infrastruktur (Stromübertragungs- und Gasfernleistungsnetze, Gasspeicher) Variable Kosten für nicht im Rahmen der Investitionskosten berücksichtigte Stoffe (z.B. fossiles Erdgas, Öl, CO2-Bereitstellung für Umwandlung mittels Power-to-Gas). INES Initiative Erdgasspeicher e.V. / BWE Bundesverband Windenergie e.V. Erneuerbare Gase - ein Systemupdate der Energiewende 12. Dezember 2017 Seite 19

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