Die Elektrifizierung und der Ausbau der Stromnetze sind die Eckpfeiler der Energiewende. Hier wird der Grundstein für eine nachhaltige und zukunftsfähige Energieversorgung gelegt.
Strom aus erneuerbaren Energien ist schon heute in den meisten Weltregionen die günstigste Option: Die Stromkosten für neu in Betrieb genommene Photovoltaik-Projekte (PV) sind allein zwischen 2010 und 2020 um rund 85 Prozent gesunken. Onshore-Windkraft hat sich um 56 Prozent und Offshore-Windkraft um 48 Prozent verbilligt. Geht es also allein um den Ausbau der Kapazitäten im Stromsektor, so ist die Energiewende auf einem guten Weg: Solar- und Windtechnologien haben ihre Stellung gefestigt, und angesichts der steigenden Preise für fossile Brennstoffe sind die wirtschaftlichen Aussichten unbestritten gut.
Dagegen hinkt der Umbau industrieller Prozesse, von Wärme und Verkehr den Zielen weit hinterher. Der Umbau dieser Sektoren ist jedoch essenziell. Wie die Energiewende angesichts dieser Realitäten noch funktionieren kann, damit beschäftigen sich die Fachleute der internationalen Organisation für erneuerbare Energien IRENA. Sie stellen klar: Nur wenn jetzt massiv fossile Energieträger durch Erneuerbare substituiert werden, sind die Klimaziele erreichbar. Radikale Maßnahmen sind nötig, um das Ruder herumzureißen. Aber selbst wenn die 1,5‑Grad-Marke gerissen wird – es führt kein Weg an einer globalen Energiewende vorbei.
Exponentielles Wachstum
Die nächsten acht Jahre sind für das Gelingen entscheidend. In dieser Zeit wird sich ein drastischer Wandel in der Art und Weise vollziehen, wie Gesellschaften Energie erzeugen und verbrauchen. So muss sich bis 2030 der Anteil der erneuerbaren Energien verdoppeln. Neben dem obligatorischen Ausbau von Wind- und Solarkraft braucht es dazu auch grünen Wasserstoff und mehr nachhaltige Biomasse. Dafür werden in den nächsten Jahren wichtige Grundlagen geschaffen.
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Um bis 2050 die anvisierten 37 Gigatonnen pro Jahr CO2 einzusparen, muss der Anteil der erneuerbaren Energien bis dahin weiter exponentiell wachsen. Was paradox klingt, ist ein Nebeneffekt der Energiewende: Der globale Gesamtbedarf an Primärenergie ist bis 2050 sogar leicht rückläufig – und das trotz weltweit wachsenden Energiebedarfs. Die Erklärung hierfür ist der Ersatz der Nutzenergie durch erneuerbare Energiequellen. Denn der größte Teil der Primärenergie wird hierbei eingespart. Wind und PV produzieren direkt Strom, ein thermisches Kraftwerk erzeugt aus der Primärenergie zwei Drittel Wärme und lediglich ein Drittel Strom. Das Gleiche gilt für Verbrennungsmotoren: Ein Batteriefahrzeug benötigt daher nur ein Viertel bis ein Drittel der Energie. Wärmepumpen verdreifachen somit den Energieeinsatz.
Die Energiewirtschaft steht also vor großen Herausforderungen. Wie sehen die nächsten Schritte dieses globalen Transformationsprozesses aus und wie wirken sich diese auf die Stromnetze aus?
Weniger Fossile Energieträger
Um die globalen Einsparziele für CO2-Emissionen zu erreichen, muss der Anteil fossiler Energieträger am Gesamtenergiebedarf konsequent reduziert werden. Aktuell stammen etwa 80 Prozent der Energie aus fossilen Quellen. Bis 2030 soll dieser Anteil auf 60 Prozent sinken, um schließlich bis 2050 auf nur noch 20 Prozent zu schrumpfen. Diese drastische Reduktion erfolgt bei einem annähernd gleichbleibenden Gesamtenergiebedarf.
Die Lücke, die durch die Reduktion fossiler Energieträger entsteht, müssen EE füllen. Deren Anteil am Gesamtenergiebedarf soll dabei von derzeit 20 auf 40 Prozent im Jahr 2030 und schließlich auf beeindruckende 80 Prozent bis 2050 steigen. Dies markiert einen fundamentalen Wandel in der Energieversorgung.
Die Energiewende ist ein globales
Elektrifizierungsprogramm
Treiber Elektrifizierung
Der entscheidende Aspekt der Energiewende ist die Elektrifizierung. Der Anteil der elektrischen Energie am Gesamtenergiebedarf wird von gegenwärtig 20 auf 30 Prozent bis 2030 und schließlich auf ganze 50 Prozent bis 2050 steigen. Das bedeutet, dass der Bedarf an elektrischer Energie bis zum Jahr 2030 um 50 Prozent wachsen und sich zum Jahr 2050 mehr als verdoppeln wird (Faktor 2,5). Gemessen an der Anschlussleistung müssen die Stromnetze bis 2050 sogar die zehnfache Menge erneuerbarer Erzeuger aufnehmen. Die Zahlen machen eines deutlich: Die Energiewende ist ein globales Elektrifizierungsprogramm.
Netzausbau
Um diese dramatisch wachsende Nachfrage nach elektrischer Energie zu bewältigen, müssen die Stromnetze massiv ausgebaut werden. Eine Energieversorgung, die sich immer mehr auf elektrischem Strom aufbaut und eine zuverlässige und stabile Energieversorgung sicherstellen will, setzt leistungsfähigere und vor allem flexiblere Netze voraus.
Neue Technologien und Innovationen spielen in diesem Prozess eine Schlüsselrolle. Intelligente Stromzähler, automatisierte Steuerungssysteme für Betriebsmittel, Energiespeicher, effiziente Wandler und effiziente Übertragungstechnologien werden über den Erfolg dieses Wandels entscheiden.
Die Zukunft der Energiewende liegt also in den Netzen. Ohne massive Investitionen für den Aufbau deutlich leistungsfähigerer Netze ist dieses globale Mammutprojekt nicht machbar.
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