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Sektorkopplung durch Energiewende

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Anforderungen an den Ausbau erneuerbarer Energien zum Erreichen der Pariser Klimaschutzziele unter Berücksichtigung der Sektorkopplung. Veröffentlicht: 20.06.2016 Volker Quaschning, Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin.

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1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 30 5 Auswirkungen der Sektorkopplung auf den Elektrizitätsbereich Folglich bedarf es einer dringenden und umfassenden Anhebung der Ausbaukorridore für Windkraft- und Photovoltaikanlagen und nicht einer Kürzung. Wie die geplanten zusätzlichen Reduktionen der Ausbauziele für die Windkraft mit den Klimaschutzbekenntnissen zu vereinbaren sind, lässt sich auch bei bestem Willen nicht erkennen (vgl. Anhang). Bild 15 zeigt den Verlauf der regenerativen Stromerzeugung bei dauerhaftem Einhalten der Zielkorridore aus dem EEG 2014 und stellt diese dem Stromverbrauch bei erfolgreichem Klimaschutz mit Sektorkopplung gegenüber. Im Jahr 2040 können dabei erneuerbare Energien gerade einmal rund 35 % des Bedarfs decken. Ein erfolgreicher Klimaschutz ist damit unmöglich. 1400 TWh 1200 1000 800 600 400 200 Andere Photovoltaik Windkraft offshore Windkraft onshore Biomasse Wasserkraft 0 Bild 15 Entwicklung der regenerativen Stromerzeugung und des Stromverbrauchs bis 2040 bei dauerhaftem Einhalten der EEG-Zielkorridore aus dem EEG 2014 bei Berücksichtigung von Effizienzmaßnahmen Da diese Zusammenhänge zumindest in groben Zügen den politisch Verantwortlichen bekannt sein sollten, kann entweder davon ausgegangen werden, dass das Verfehlen der Pariser Klimaschutzziele bewusst in Kauf genommen oder bereits jetzt auf eine nachträgliche Korrektur durch umfangreiche CCS-Maßnahmen gesetzt wird. Hier müsste das zu viel emittierte Kohlendioxid durch umstrittene, aufwändige und teure technische Maßnahmen wieder aus der Atmosphäre entfernt und sicher untertage endgelagert werden. Im Folgenden soll daher der nötige Zubau erneuerbarer Kraftwerke bestimmt werden, mit dem ein erfolgreicher Klimaschutz auch ohne CCS-Maßnahmen gewährleistet wer-

5 Auswirkungen der Sektorkopplung auf den Elektrizitätsbereich 31 den kann. Bei der Onshore-Windkraft wird dabei unterstellt, dass aus Akzeptanzgründen maximal 2 % der Landesfläche Deutschlands für die Errichtung von Windkraftanlagen genutzt werden kann. Hierbei werden die Erkenntnisse der BWE-Potenzialstudie [BWE11] zugrunde gelegt. Die an Land installierbare Windkraftleistung beträgt dann rund 200 GW. Bis zum Jahr 2040 kann diese Leistung mit einem Nettozubau von rund 6,3 GW pro Jahr erreicht werden. Denkbar ist, durch größere Rotoren die Zahl der Volllaststunden weiter zu erhöhen und damit das Potenzial der Stromerzeugung noch etwas zu steigern. Dadurch ließen sich die Installationszahlen der Offshore-Windkraft und der Photovoltaik geringfügig reduzieren. Bei der Photovoltaik wird unterstellt, dass gut 200 GW im Gebäudebereich installiert werden können. Wenn noch einmal die gleiche Menge im Freiflächenbereich installiert wird, wodurch inklusive Abstandsflächen rund 1 % der Landesfläche benötigt würden, ergibt sich bei einem Nettozubau von 15 GW pro Jahr eine installierbare Photovoltaikleistung von 415 GW bis zum Jahr 2040. Der Biomasseanteil wird durch den weiteren Zubau weitgehend konstant gehalten, wobei die heutigen Anlagen sukzessive durch flexiblere Anlagen mit deutlich geringen Volllaststunden ersetzt werden. Hierdurch können die Möglichkeiten der Biomasse, einen Beitrag zum Ausgleich von Fluktuationen zu leisten, deutlich gesteigert werden. Die Ausbaumöglichkeiten der Wasserkraft in Deutschland sind sehr begrenzt, sodass mit keinem nennenswerten Beitrag für eine schnelle Dekarbonisierung zu rechnen ist. Der verbleibende Strombedarf muss dann durch die Offshore-Windkraft gedeckt werden. Mit einem Nettozubau von 2,9 GW können bis zum Jahr 2040 insgesamt 76 GW an installierter Leistung errichtet werden. Das Verhältnis der Stromerzeugung der Windkraft zur Photovoltaik beträgt dann rund zwei zu eins. Dies ist ein guter Wert, um den saisonalen Speicherbedarf gering zu halten, da die Photovoltaik im Sommer und die Windkraft im Winter jeweils höhere Deckungsbeiträge liefern. Tabelle 13 fasst die Überlegungen zusammen. Die Werte für die installierte Leistung liegen dabei etwas über den Werten von [ISE12; ISE15], wobei in [ISE12] der Verkehrssektor nicht berücksichtigt und in [ISE15] keine vollständige Dekarbonisierung erreicht wurde. Insofern ist die Höhe der erforderlichen Leistung bereits durch mehrere Studien abgesichert. Bild 16 stellt die resultierende regenerative Erzeugung dem ermittelten Strombedarf gegenüber.

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