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Impulspapier-Strom 2030

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in diesem Impulspapier hat das Bundeswirtschaftsministerium auf Grundlage aktueller Studien zwölf langfristige Trends für den Stromsektor skizziert. Die Trends beschrieben, wie Photovoltaik und Windkraft zunehmend das Energiesystem prägten.

24 Trend 8: Biomasse

24 Trend 8: Biomasse wird zunehmend für Verkehr und Industrie genutzt ●● Biomasse ist universell einsetzbar, aber knapp. Die energetischen Nutzungsmöglichkeiten von Biomasse sind sehr vielfältig: Sie kann als Treibstoff im Verkehr, zur Erzeugung von Heizwärme in Haushalten sowie Prozesswärme in der Industrie oder zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Das für die Energieversorgung nutzbare heimische Biomassepotenzial ist aber begrenzt, insbesondere, weil es Nutzungskonflikte mit der Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln und der stofflichen Nutzung von Holz gibt. Auch mit anderen Energieverbrauchssektoren, wie beispielsweise bei flüssiger Biomasse im Verkehrssektor, existieren partielle Nutzungskonkurrenzen. Zudem kann Biomasse im Rahmen einer nachhaltigen Energiepolitik nur in begrenztem Umfang noch zusätzlich importiert werden. Denn bei einer globalen Dekarbonisierung der Energieversorgung sind alle Länder darauf angewiesen, einen Anteil am insgesamt knappen Biomassepotenzial nutzen zu können. ●● Biomasse wird gezielt dort eingesetzt, wo sie für das Energiesystem den größten Nutzen bringt. Der Luftund Schiffsverkehr sowie Teile der Industrie (Prozesswärme) können perspektivisch – sieht man von CCS und CCU ab – nur durch erneuerbare Brennstoffe dekarbonisiert werden. Im Verkehrsbereich wird dazu flüssige Biomasse in Form von Biokerosin und anderen Biotreibstoffen verwendet. Im Industriebereich und im schwer dämmbaren Gebäudebestand wird vor allem feste Biomasse benötigt. Für die jeweiligen Bereiche ist insgesamt nur dann ausreichend Biomasse verfügbar, wenn überall dort, wo es technisch möglich und wirtschaftlich vertretbar ist, zunehmend Wind- und Solarstrom eingesetzt werden. Beispielsweise können Elektroautos im Straßenverkehr Biomasse ersetzen. Das Gleiche gilt im Neubau und häufig auch in sanierten Bestandsgebäuden, wo Solarthermie und effiziente Wärmepumpen erneuerbare Wärme bereitstellen können. Im Gebäudebestand, der nur bedingt durch Dämmung energetisch saniert werden kann, z. B. bei denkmalgeschützten Gebäuden, stellt Biomasse jedoch häufig auch nach durchgeführten Effizienzmaßnahmen eine unverzichtbare erneuerbare Wärmequelle dar. ● ● Für Strom und Wärme ist Biomasse begrenzt verfügbar und wird möglichst effizient und flexibel genutzt. Bei einer Nutzung von Biomasse im Strom- und Wärmesektor weist die Kraft-Wärme-Kopplung die größte Effizienz auf. Dabei gleicht ein flexibler Betrieb von KWK-Anlagen die fluktuierende Einspeisung von Wind- und Sonnenstrom aus und leistet damit insgesamt einen Beitrag zur Flexibilisierung des Strommarktes. Daneben wird feste Biomasse, zum Beispiel Holzpellets, in begrenztem Umfang auch für die ungekoppelte Wärmebereitstellung weiterhin erforderlich sein. Dies ist insbesondere dort der Fall, wo kein Wärmenetzanschluss vorhanden ist und aufgrund von Dämmrestriktionen eine Wärmepumpe nicht sinnvoll ist. Aufgabe: Anreize so setzen, dass Biomasse zunehmend für Verkehr und Industrie genutzt wird ●● Verfügbares, nachhaltiges Biomassepotenzial für die energetische Nutzung bestimmen. Einerseits ist das innerdeutsche Biomassepotenzial begrenzt. Andererseits sollten Nettoimporte von Biomasse aus Gründen einer nachhaltigen globalen Energiepolitik ebenfalls begrenzt bleiben. Es ist daher zunächst zu klären, welches energetische Biomassepotenzial Deutschland langfristig zur Verfügung steht. ●● Anreize für energetische Nutzungen schaffen, die auf lange Sicht gesamtwirtschaftlich effizient sind. Die Anreize sollten so gestaltet werden, dass Biomasse langfristig dort eingesetzt wird, wo es keine kostengünstigere Alternative zur langfristigen Dekarbonisierung gibt. Aus heutiger Sicht sind das der Verkehrs- und Industriesektor sowie die Wärmebereitstellung in Best andsgebäuden, die nicht hocheffizient saniert werden können. Im Stromsektor hingegen kann Biomasse durch Wind- und Solarstrom in Verbindung mit einer flexibilisierten Nachfrage bzw. Speichern ersetzt werden. ●● Einsatz für Strom und Wärme flexibilisieren. EEG und KWKG setzen bereits Anreize für einen flexiblen Betrieb von Biomasse-Anlagen für die Stromerzeugung. Neuanlagen und Bestandsanlagen, die eine Anschlussförderung in Anspruch nehmen, sollten flexibel betrieben werden. Gleichzeitig sollte ein hoher Grad an Brennstoffausnutzung über eine Wärmeauskopplung angestrebt werden.

STROM 2030: LANGFRISTIGE TRENDS – AUFGABEN FÜR DIE KOMMENDEN JAHRE 25 Abbildung 8: Die energetische Nutzung von Biomasse Die energetische Nutzung von Biomasse steigt bis 2050 leicht an. Die Anwendung verlagert sich von Strom zu Verkehr und Industrie. (Schematische Darstellung) (Flug- und Schiffs-)Verkehr und Industrie: Der Einsatz von Biomasse steigt im Verkehrssektor und in der Industrie. Energiewirtschaft: Kostengünstiger Strom aus Wind- und Solarenergie eröffnet Spielräume, weniger Biomasse für Strom einzusetzen. Biomasse kann dadurch Anwendungen im Verkehrssektor und in der Industrie zugeführt werden, wo ihr Einsatz volkswirtschaftlich effizienter ist. Gebäude: Vor allem in Bestandsgebäuden, die Dämmrestriktionen unterliegen, ist der Einsatz von Biomasse zur erneuerbaren Wärmebereitstellung unverzichtbar. Je nach Umfang der Effizienzmaßnahmen kann ein steigender oder auch sinkender Biomasseeinsatz resultieren. 2020 2050 Quelle: Eigene Darstellung Leitfragen 1. In welchen Bereichen und Sektoren sollte Biomasse in begrenztem Umfang langfristig zur energetischen Verwendung eingesetzt werden, damit sie eine kostenoptimale Erreichung der Energie- und Klimaziele unterstützt? 2. Wie können Lock-in-Effekte hinsichtlich einer langfristig kostenoptimalen Biomassenutzung vermieden werden und wie kann ein stärkerer, effizienter Einsatz von Biomasse in Industrie, Luft- und Schiffsverkehr angereizt werden? 3. Wie kann sichergestellt werden, dass bei einem Einsatz von Biomasse in der Kraft-Wärme-Kopplung die Anlagen flexibel betrieben werden? Welche Chancen ergeben sich zukünftig im Strommarkt 2.0 für Flexibilität, die durch Biomasse bereitgestellt wird? Auswahl aktueller Studien Öko-Institut, Fraunhofer ISI (2015): Klimaschutzszenario 2050; Öko-Institut e. V., Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit Fraunhofer IWES et al. (2015): Interaktion EE-Strom, Wärme und Verkehr; Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik, Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg, Stiftung Umweltenergierecht im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie Fraunhofer ISI, Consentec et al. (2016): Langfristszenarien für die Transformation des Energiesystems in Deutschland; Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Consentec GmbH, Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (Veröffentlichung voraussichtlich im vierten Quartal 2016)

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