Erneuerbare: Wie sie 2050 Deutschlands Energiebedarf decken können

Erneuerbare: Wie sie 2050 Deutschlands Energiebedarf decken können

von Benjamin Reuter

Wenn Deutschland 2050 Strom und Wärme nur aus Erneuerbaren gewinnt, ist das nicht teurer als das System heute, so eine Studie.

Die Energiewende ist Deutschlands Jahrhundertprojekt – und sie wird im Herbst wohl auch eines der zentralen Themen des Wahlkampfes. Schon jetzt streiten die Parteien um den Netzausbau, um die Förderung der grünen Energie durch das EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) und den Preis, den Energie kosten darf. Was im Tagesgeschäft oft aus dem Blick gerät: Wo will Deutschland eigentlich in Zukunft hin?

Zwar hat die Bundesregierung das Ziel 80 Prozent Erneuerbare für die Stromversorgung bis 2050 vorgegeben, bis 2020 sollen es 35 Prozent sein – wahrscheinlicher sind aber dann schon eher 50 Prozent.

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Was bisher in der Politik fehlt, ist eine Idee, wie genau der Weg in die grüne Zukunft aussehen soll. Zentrale Fragen sind bisher ungeklärt. Zum Beispiel: Welchen Anteil soll die bisher noch teure Solarenergie im Strommix haben? Welchen Anteil der Wind, auch auf dem Meer? Welche und wie große Speicher brauchen wir, um die Versorgung auch bei Flaute zu sichern? Wie viel wird diese grüne Stromversorgung am Ende kosten?

In einer großangelegten Studie haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg sich diesen Fragen nun angenommen (hier als PDF). Die zentralen Ergebnisse sind erstaunlich:

1. „Eine Energieversorgung Deutschlands für Strom und Wärme ist mit 100 % erneuerbaren Energien möglich, und zwar ohne jegliche Importe von Energie, also nur auf Basis von Ressourcen, die in Deutschland zur Verfügung stehen.“ (Der Verkehr ist nicht berücksichtigt)

2. „Die Gesamtkosten für den Bau, den Erhalt und die Finanzierung für eine auf 100 % erneuerbaren Energien basierende Strom- und Wärmeversorgung Deutschlands sind nicht höher als die Kosten, die heute für die Versorgung (Bau, Erhalt, Brennstoffkosten und Finanzierung) mit Strom und Wärme verwendet werden.“

Effizienz beim Wärmeverbrauch entscheidendSpannend am zweiten Punkt ist, dass die Wissenschaftler Hans-Martin Henning und Andreas Palzer in ihren Berechnungen keine künftige Preissteigerungen von Energieträgern wie Kohle oder Gas annehmen. Reinvestitionen und Wartungskosten für die Solar-, Wind-, Biomasse- und Wasserkraftanlagen sind allerdings in die Berechnung eingeflossen.

Und noch zwei weitere Ergebnisse der Studie sind erwähnenswert:

3. „Ein zentraler Baustein (für eine grüne Vollversorgung) ist die Senkung des Heizwärmebedarfs des Gebäudesektors durch energetische Gebäudesanierung.“ Insgesamt rechnen die Forscher mit Absenkung des Wärmebedarfs um 50 Prozent im Vergleich mit 2010.

4. „Eine Versorgung mit weniger als 100 % erneuerbaren Energien, sowie das Zulassen von Stromimport und -export, führen dazu, dass überproportional weniger Wandler erneuerbarer Energien erforderlich sind und dass vor allem keine großflächige Infrastruktur für synthetisches Gas aus erneuerbaren Energien (Power-to-Gas) notwendig ist.“

Punkt vier verständlicher formuliert: Wer sich mit etwas weniger Grünenergie begnügt und außerdem eine gesamteuropäische Versorgung schafft, der spart viel Geld für Speicher.

Für eine Vollversorgung von Deutschland mit grüner Energie wären demnach nötig (genaue Auflistung und Nutzung siehe Grafik links):

- 100.000 Windkraftanlagen mit einer Leistung von jeweils 2 Megawatt auf dem Land (insgesamt 200 Gigawatt, derzeit ca. 30 GW installiert).

- 17.000 Windkraftanlagen im Meer mit einer Leistung von jeweils 5 MW (insgesamt 85 GW, 10 GW bis 2020 geplant).

- Rund 1400 km2 Solaranlagen auf Dächern und entlang von Autobahnen mit einer Leistung von 252 GW, derzeit ca. 30 GW installiert. (Äcker und Wiesen werden nicht mit PV-Modulen gepflastert)

- Wasserkraftanlagen, die heute schon installiert sind. Zusätzlich tragen Biogasanlagen zu weiteren rund fünf Prozent der Energieerzeugung bei.

Heizen auch bei Flaute?Das große Problem bei jeglicher Diskussion um eine Vollversorgung mit grüner Energie ist neben dem Preis die Versorgungssicherheit. Also wie gibt es auch nachts und bei Flaute Strom? In das Modell flossen deshalb auch Pumpspeicheranlagen ein, Batterien und die Umwandlung von Strom in Gas - so kann grüner Strom in Zeiten von viel Sonne und Wind gespeichert werden, um ihn später zu nutzen.

Aber die ISE-Forscher präsentieren für das Flaute-Problem eine weitere interessante Lösung, die in Expertenkreisen schon länger diskutiert wird: Nämlich die Speicherung von Energie in simplen Warmwasserspeichern und Wärmepumpen, wie es sie in vielen Haushalten gibt oder die als größere Silos auch über mehrere Monate Wärme speichern können, die im Winter dann ins Fernwärmenetz fließen kann.

Wer die Zahlen zu den benötigten Grünstromanlagen sieht, wird sich fragen, warum ein solch massiver Ausbau nicht zu höheren Preisen führt? Einmal haben die ISE-Forscher die wahrscheinlichen Preissenkungen für grüne Stromerzeugung bis 2050 einberechnet (Zahlen basieren auf den Annahmen der Internationalen Energie Agentur) und auch den nötigen Um- und Ausbau der Netze. Für die grüne Gesamtenergieversorgung landen sie 2050 damit bei jährlichen Kosten von rund 120 Milliarden Euro. Das ist auch der Wert, der für Strom- und Wärmeerzeugung heute fällig wird.

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