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Bild: mik38, Fotolia
STUDIEN:
Klimaneutralität 2050 nur schwer zu erreichen
Deutschland will die Treibhausgasemissionen bis 2050 um 80 bis 95 % gegenüber 1990 reduzieren. Neue Simulationen zeigen: Ersteres ist machbar, Letzteres wird schwierig und teuer.
 
Zu diesem Ergebnis kommen Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich mit Hilfe neuer, präziserer Simulationmodelle. Ihre Ergebnisse haben sie am 31. Oktober vorgestellt.

Deutschland hat sich zum Ziel gesetzt, die Treibhausgasemissionen bis 2050 um 80 bis 95 % gegenüber 1990 zu reduzieren. Die hierfür festgesetzten Treibhausgasreduktionspfade werden durch eine Vielzahl von zum Teil sehr detaillierten Zielsetzungen (etwa Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung) flankiert. Die Frage, ob es sich bei den vorgeschlagenen Transformationspfaden um kostenoptimale Strategien handelt, ist derzeit aber unbeantwortet.

Ziel der Jülicher Studie war es, die kosteneffizientesten CO2-Minderungsstrategien zur Erreichung der Klimaschutzziele zu identifizieren. Dazu werden zwei CO2-Reduktionsszenarien analysiert, die sich nur an den Minderungszielen von -80% (Szenario 80) und -95% (Szenario 95) orientieren. Mit Ausnahme des Kernenergieausstiegs sowie des anstehenden Kohleausstiegs bis 2038 werden keine Zielsetzungen der Bundesregierung übernommen.

Für die Analyse haben die Forscher eine neuartige Modellfamilie eingesetzt, die dem hohen Komplexitätsgrad der Problemstellung gerecht wird. Besondere Merkmale sind die hohe zeitliche und räumliche Auflösung, die detaillierte Abbildung von Power-to-X-Pfaden oder auch die Simulation von zukünftigen globalen Energiemärkten (etwa Wasserstoff, synthetische Kraftstoffe). 

Das sind die Kernergebnisse der Simulationen:
  • Die Analysen zeigen, dass eine Minderung der Treibhausgasemissionen um - 80 % sowohl technisch als auch ökonomisch machbar ist. Eine Steigerung des Minderungsziels auf - 95 % ist deutlich anspruchsvoller und bringt erhebliche Mehrkosten mit sich.
  • Nach den Berechnungen sind die Mehrkosten für das 80-%-Ziel etwa 1,1 % des 2050 erwarteten Bruttoinlandsprodukts. Bei der 95-%-Reduktion liegt der Kostenanteil bei 2,8 % – also etwa zweieinhalb mal so hoch. „Die Energiewende ist mit nennenswerten Investitionen verbunden. Allerdings sind die Transformationskosten planbar und überschaubar, während nachträgliche Anpassungskosten an den Klimawandel unsicher sind und um ein Vielfaches höher sein dürften“, kommentiert der Leiter der Studie, Martin Robinius vom Jülicher Institut für Techno-ökonomische Systemanalyse.
  • Die Studie zeigt für beide Szenarien zwei klare zeitliche Abschnitte: Für eine möglichst kostengünstige Energiewende sollten ab sofort bis 2035 vor allem neue Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen gebaut und zugleich die Energieeffizienz in allen Verbrauchssektoren bis 2035 massiv gesteigert werden. Danach gilt es, bis 2050 alle noch auf fossilen Energieträgern basierenden Technologien in den Sektoren Industrie, Verkehr und Gebäude zu elektrifizieren oder auf Bioenergie umzustellen. 
  • Je nach Zielmarke für 2050 unterscheiden sich die Strategien und damit auch die erforderlichen Technikportfolios erheblich voneinander: Maßnahmen, die sich für das Erreichen eines 80-%-Ziels als notwendig und kosteneffizient erweisen, sind nicht zwingend Bestandteil einer Reduktionsstrategie, die zu einer Minderung von 95% führt. In Einzelfällen können sie sogar kontraproduktiv sein.
  • Die Ergebnisse zeigen auch, dass die Reduktionsmaßnahmen zu einer deutlichen Verringerung der Energieimporte führen, aber dennoch für das Erreichen eines Reduktionsziels von 95 % Energieimporte - wenn auch in deutlich geringerem Umfang - notwendig sind.
  • Die Substitution von fossilen Energieträgern führt zu einer zunehmenden Elektrifizierung in allen Sektoren und zu einer deutlichen Erhöhung des Stromverbrauchs und des Einsatzes von Bioenergie. Eine CO2-freie Stromversorgung ist daher Grundvoraussetzung.
  • Windkraft und Photovoltaik sind das Rückgrat der zukünftigen Stromversorgung. Gegenüber heute ist im Szenario 95 bis zum Jahr 2050 die installierte Windkraftkapazität um den Faktor 4 und die Photovoltaikleistung um 3,7 zu steigern.
  • Die Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen in allen Sektoren ist die zweite wichtige Stellschraube, von der in beiden Szenarien signifikante Wirkungen ausgehen. Sie sollten daher prioritär realisiert werden.
  • Aufgrund seiner vielfältigen Einsatzmöglichkeiten (Speicherung, Transport, Nutzung) spielt der Einsatz von Wasserstoff insbesondere im Szenario 95 eine wichtige Rolle. So beläuft sich die Wasserstoffnachfrage im Jahr 2050 auf etwa 12 Mio. t. Diese wird zu mehr als 50% aus heimischer Produktion gedeckt.
Eine Kurzfassung der Studie   kann von der Website des Forschungszentrums Jülich heruntergeladen werden.

 
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Donnerstag, 31.10.2019, 14:37 Uhr