Gesellschaftsvertrag für eine Große Transformation - Erfolgsfaktoren ...

Exemplarischer transformativer Pfad des WBGU am Beispiel der EU-27 4.4
Endenergieverbrauch [EJ/Jahr]
20
15
10
5
Erneuerbare Gase
(Methan, Wasserstoff)
Geothermie KWK
Geothermie
(Wärmepumpe)
Solarthermie
Biomasse KWK
0
2010 2020 2030 2040 2050
Jahr
Biomasse
Fossil KWK
Fossil
Abbildung 4.4-3
Endenergieverbrauch des Wärmesektors in der EU-27 angelehnt an das Energy [R]evolution Advanced Scenario 2010 für den
Zeitraum 2007–2050 mit verstärktem Einsatz von Biomasse und verringertem Einsatz von Erdöl bis 2050. Energieeinsparmaßnahmen
und die Einführung von Wärmepumpen, Solarthermie, Kraft-Wärme-Kopplung, Biomasse und erneuerbaren Gasen
(Wasserstoff, Methan) ermöglichen eine rein regenerative Wärmebereitstellung bis 2050.
Quelle: WBGU, angelehnt an EREC und Greenpeace, 2010
den Maßnahmen wie Speicher oder Erzeugungs- und
Lastmanagement erfordern, die technisch und ökonomisch
mit zu betrachten sind.
Diese Problematik soll exemplarisch für Deutschland
anhand der Studie von Klaus et al. (2010) dargestellt
werden, in der eine Vollversorgung Deutschlands mit
erneuerbaren Energien im Jahr 2050 realisiert wird.
Die Studie zeigt, dass durch den ambitionierten Ausbau
der nationalen erneuerbaren Energien, die Einführung
von Elektromobilität im Verkehr, eine Verbesserung
der Gebäudedämmung auf Niedrigenergiestandard, die
Substitution konventioneller Heizungen durch elektrische
Wärmepumpen sowie den Einsatz von Großspeichern
(Pumpspeicher und Gasnetz) zum Ausgleich von
Ungleichgewichten zwischen Erzeugung und Verbrauch
eine komplette Dekarbonisierung des Energiesektors
bis 2050 technisch und nachhaltig prinzipiell möglich
ist. Für die bessere Übereinstimmung von Erzeugung
und Verbrauch kann das Lastmanagement mit elektrischen
Wärmepumpen, Klimatisierung und Elektromobilität
einen wichtigen Beitrag leisten: Zu Zeiten, in
denen die Erzeugung den aktuellen Verbrauch übersteigt,
werden die Batterien der ans Netz angeschlossenen
Elektrofahrzeuge geladen, die thermischen Speicher
der auf Wärmepumpen basierenden Heizsysteme
aufgeheizt oder die Klimaanlagen angeschaltet und
damit der aktuelle Verbrauch erhöht, um die Zwischenspeicherung
der elektrischen Energie in elektrischen
Speichern zu vermeiden.
Abbildung 4.4-5 zeigt die in Klaus et al. (2010) simulierte
Einspeisung für die Monate Dezember und
August. Während in den Sommermonaten durch die
Kombination von Wind- und Solarenergie nur kurzzeitige
Differenzen zwischen Erzeugung und Verbrauch im
Bereich weniger Stunden auftreten, zeigt die Simulation
im Dezember eine zweiwöchige Periode mit deutlichen
Defiziten in der Energieversorgung, die für ein zuverlässiges
Energiesystem ausgeglichen werden müssen.
Ausbau der Energienetze
Der Ausbau und die Kopplung der Netze ermöglichen
einen europaweiten Energietransport. Die Stromnetze
sind in großem Umfang national sowie international
auszubauen (DENA, 2010). Die Gasnetze können
bereits heute als Super-Grid bezeichnet werden,
da sie über hohe Übertragungsleistungen und gut ausgebaute
Speicherkapazitäten von allein in Deutschland
etwa 220 TWh th verfügen. Ein starkes transeuropäisches
Hochleistungstransportnetz für Strom und Gas ist
Voraussetzung, um einerseits den Energietransport aus
Wind- und Solarkraftwerken von Standorten mit hohen
Erträgen in die Verbrauchszentren zu ermöglichen, und
andererseits für einen großflächigen Ausgleich der lokal
auftretenden Erzeugungsschwankungen zu sorgen. Auf
diese Weise können große Offshore-Windkapazitäten
und Solarstrom aus dem Mittelmeerraum in die europäische
Energieversorgung eingebunden werden und
vorhandene Speichermöglichkeiten im Gasnetz bzw.
Speicherwasserkraft in Skandinavien, in den Pyrenäen
und in den Alpen erschlossen werden.
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