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Die Energiewende voranbringen: Das Urteil des Bundesverfassungsgerichts zwingt die Politik zu einer ehrlichen Bestandsaufnahme und maßgeschneidertem Handeln

15.07.2021 enexion

Mit dem CO2-Minderungsurteil des Bundesverfassungsgerichts (BVerfG)[1] bekommt die Energiewende Verfassungsrang, der zügige Weg in die Klimaneutralität ist damit für Industrie, Haushalte und Energieerzeugung vom höchsten Gericht vorgegeben. Für die Energieversorgung bedeutet es, dass deren vollständige Umstrukturierung bis 2045 abgeschlossen sein muss. Gleichzeitig muss die Dekarbonisierung Deutschlands den Spagat schaffen, Planungssicherheit, Bezahlbarkeit und Sicherheit der Energieversorgung trotzdem jederzeit zu gewährleisten. Andere Länder müssen motiviert werden, die Klimaneutralität ebenfalls schnell voranzutreiben, denn mit Deutschlands globalem CO2-Emissionsanteil von ca. 2% zahlen sich die inländischen Anstrengungen vor allem durch Nachahmer-Effekte der großen Emittenten aus. Da Deutschland in der Industrie eine im internationalen Vergleich hohe Produktivität je CO2-Emission hat, wirkt sich die Verlagerung von Produktion (neben dem Wegfall von Arbeitsplätzen und Einkommen) mehrheitlich ebenfalls klimaschädlich aus (sog. Carbon Leakage). Gute Energie- und Umweltpolitik bei der Energieversorgung, die eine wettbewerbsfähige Industrie und Wohlstand im Inland erhält, ist somit Basis jeder erfolgreichen Klimapolitik.

Das BVerfG-Urteil sieht ein CO2-Restbudget von 6,7 Gigatonnen (Gt) für Deutschland bis zum Jahr 2045 vor. Sogar im Coronajahr 2020 hatte Deutschland einen CO2-Ausstoß von ca. 0,8 Gt – rechnerisch reicht selbst das Coronajahr-Budget damit nur für weniger als neun Jahre. Nicht nur bei der Energiewende gilt also: Wir müssen uns auf die Zeit bis 2030 konzentrieren.

Zugleich hat Deutschland im internationalen Vergleich die höchsten Verbraucherstrompreise. Weitere Anstiege sind für Experten absehbar, die neben sozialen Fragestellungen auch für Gewerbe und Industrie zu einem kritischen Wettbewerbsproblem werden. Um die Energiewende und die Dekarbonisierung erfolgreich umzusetzen, braucht es somit ein umfangreiches und faktenbasiertes Maßnahmenbündel, eine ehrliche Bestandsaufnahme und eine expertenbasierte Energiepolitik aus einem Guss statt der aktuell zu beobachtenden hektischen Einzelmaßnahmen und Ideologiediskussionen.

Den CO2-Markt internationalisieren

Weil der weitere Ausbau der CO2-freien Energieversorgung deutlich mehr neue Infrastruktur benötigt als „nur“ Windkraft- und Photovoltaikanlagen und dieser Systemumbau noch geraume Zeit in Anspruch nehmen wird, ist ein sektorübergreifender und internationaler Ausgleich der CO2-belasteten Energieerzeugung erforderlich. Budgets für Industrie, Verkehr, Gebäude und Landwirtschaft müssen dieser Tatsache ebenfalls Rechnung tragen. Der europäische CO2-Handel als erfolgreiches, marktwirtschaftliches Instrument muss zügig international ausgedehnt werden. Alle verfügbaren Nachhaltigkeitsmaßnahmen sollten ohne ideologische Scheuklappen regelmäßig technologieoffen auf ihren realistischen Beitrag zur Klimaneutralität geprüft werden. Jede Investition, die das in die Atmosphäre ausgestoßene CO2 nachhaltig bindet bzw. reduziert, ist ein Beitrag zur Klimaneutralität. Die Umstellung der Energieerzeugung auf CO2-freie Stromerzeugungsanlagen ist eine lokale Maßnahme. Ohne die Anerkennung internationaler Maßnahmen für Emittenten (z. B. auch die CO2-Speicherung in Ländern, wo dies geologisch und politisch möglich ist) wird dieses aber für das Emissionsbudget nicht reichen. Durch einen internationalen CO2-Handel könnte Deutschland die CO2-Minderung dort vergüten und fördern, wo sie am kostengünstigsten und effizientesten realisiert werden kann. Dies würde einen erfolgreichen globalen CO2-Minderungswettbewerb schaffen. Hier muss das europäische Emissionshandelssystem dringend nachgebessert werden, denn in der aktuellen Fassung wird gerade die Anrechnung internationaler Maßnahmen verhindert.


[1] https://www.bundesverfassungsgericht.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/DE/2021/bvg21-031.html

Mit realistischen Stromverbräuchen rechnen und Kraftwerksabschaltung berücksichtigen

Deutschland hatte 2019 einen – für Emissionen relevanten – Endenergiebedarf von 2.500 Terawattstunden (TWh). Davon macht der Stromsektor nur ca. 25 Prozent aus: Brutto wurden im Jahr 2019 602 TWh Strom erzeugt, davon verbrauchten die Haushalte im letzten „normalen“ Jahr vor Corona lediglich 125 TWh. Insgesamt 223 TWh wurden regenerativ erzeugt. Diese Strommengen decken somit derzeit nur rund neun Prozent des Endenergiebedarfs Deutschlands. Das zeigt: Der Hauptteil der Dekarbonisierung des Endenergieverbrauchs (beim Erzeuger und Verbraucher) muss noch angegangen werden – und nun noch schneller.

Hinzu kommt: Zum einen sind sich Politik und Experten einig, dass die Dekarbonisierung nur durch eine konsequente Elektrifizierung zu schaffen ist – Beispiele sind Digitalisierung, Elektromobilität, Wärmepumpen oder elektrische statt gasbetriebene Industrieprozesse. Der Stromverbrauch Deutschlands wird somit signifikant ansteigen – eine Erkenntnis, der sich die Bundesregierung mit unrealistisch niedrigen Stromverbrauchsprognosen bislang verweigert[2]. Andererseits werden bereits in den nächsten zwei Jahren 60 Terawattstunden (TWh) an praktisch CO2-freiem Strom fehlen, denn die letzten Kernkraftwerke werden abgeschaltet. Nur für diese wegfallende Erzeugungsmenge müssten rechnerisch ca. 11.000 Windräder mit im Mittel 3 MW Leistung neu errichtet werden – oder 300 Millionen Quadratmeter (30.000 Fußballfelder) an zusätzlicher PV-Fläche[3] . Dies ist in so kurzer Zeit nicht realistisch.

Abb. 1: Entwicklung Stromerzeugung und kalk. Emissionen (Quelle: enexion GmbH)

Kritische Versorgungssicherheit: Ausbau von Back-up Infrastruktur und Speicher synchronisieren

Der weitere Erneuerbaren-Ausbau allein löst auch nicht das Problem der Versorgungssicherheit, insbesondere aufgrund des lange vernachlässigten synchronisierten Ausbaus von gesicherter Erzeugung, Netzen und Speichern. Denn auch, wenn für die bis 2023 wegfallenden CO2-freien 60 TWh/Jahr sehr viele zusätzliche PV- und Windkraftanlagen rechnerisch ausreichender Erzeugungsleistung gebaut werden könnten, gilt: Der grüne Strom fließt nicht regelmäßig und für jede Stunde planbar. Der Kernkraft-Strom war jedoch grundlastfähig. Grundlast ist der Strom, der vorhanden sein muss, um einen Industriestaat mit über 83 Millionen Einwohnern verlässlich mit Energie zu versorgen, also die Strommenge, die auch bei wenig Sonne und Wind jederzeit benötigt wird. Diesen Strombedarf sichern aktuell grundlastfähige fossile Kraftwerke, die verbliebenen Kernkraftwerke sowie in kleinerem Umfang Biomasse- und Wasserkraftwerke.


[2] Gemäß Veröffentlichung des BMWi vom 13.7.21 ca. 625 TWh ohne H2-Eerzeugung, https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Pressemitteilungen/2021/07/20210713-erste-abschaetzungen-stromverbrauch-2030.html
[3] Bei 200 kWh/m2 pro Jahr: Typische PV-Ertragswerte in Deutschland bei ca. 170 bis 240 kWh pro m2

Abb. 2: Erneuerbare Produktion (Flächen) u. Bedarf (Linie). Weißer Zwischenbereich = konventionelle Erzeugung & Import (Quelle: enexion GmbH, stromdaten.info)

Eine Analyse der enexion Group der inländischen Kraftwerks- und Verbrauchsdaten zeigt dies deutlich: Obwohl in den schnellen Ausbau der Erneuerbaren Energien viel investiert wurde, hat sich der Bedarf an notwendiger Grundlast und damit Back-up-Infrastruktur seit 2018 nicht wesentlich reduziert – sie beträgt mindestens ca. 50 Gigawatt. Zum Vergleich: 50 Gigawatt für nur einen Tag entspricht ca. 30 Mio. Elektroautos, die vollgeladen binnen eines Tages komplett entladen werden [4].

Angebotsorientierte Energieversorgung – nur ein kleiner Teil der Lösung

Angesprochen auf das baldige Abschalten weiterer grundlastfähiger Kraftwerke wird häufig auf die Umstellung auf eine „angebotsorientierte“ Stromversorgung verwiesen. Im Klartext: Strom für alle gibt es nur, wenn Wind und Sonne ausreichend Strom erzeugen bzw. Speicherstrom vorhanden ist. So äußerte sich beispielsweise die Vorsitzende des Umweltausschusses im Deutschen Bundestag, Frau Silvia Kotting-Uhl[5].  In den radikalen Überlegungen scheinen sowohl die Industrie als auch die digitalen Infrastrukturen Deutschlands (z.B. Rechenzentren) zu fehlen. Schließlich benötigen zumindest für die nächsten Jahre Wirtschaft und Infrastruktur (aber auch Bürger) eine sichere Stromversorgung an 24 Stunden eines jeden Tages. Zwar gibt es sogenannte „Demand-Side Management“ Potenziale, diese müssen auch dringend mit passendem regulatorischen Rahmen ergänzend gehoben werden. Sie sind jedoch bei Weitem nicht in versorgungssichernden Größenordnungen vorhanden. Auch hier sollte die Politik mehr auf die Physik hören.

Langfristige Vereinbarungen mit den EU-Nachbarn schließen

Die Entwicklung der Stromex- und -importe zeigt, dass Deutschland Jahr um Jahr zeitweise immer mehr Strom importieren muss. Der von den europäischen Nachbarn importierte Strom ist keineswegs CO2-frei. Braunkohle, Steinkohle und Erdgas sind maßgebliche Stromerzeugungsquellen. Die Stromerzeugung mittels Kernkraft spielt in den meisten großen Ländern weiterhin eine langfristige Rolle, während Photovoltaik nur wenig genutzt wird.

Die Tatsache, dass kein anderes der bevölkerungsreichen Länder eine so schnelle Dekarbonisierung mit gleichzeitiger Denuklearisierung plant und Deutschland im Bedarfsfall sowieso auf (dann hoffentlich an Strommärkten verfügbare) Strommengen und Netz-Kuppelkapazitäten angewiesen ist, schafft auch eine Chance für eine wirksame Übergangslösung: Anstatt nach dem Prinzip Hoffnung auf die Verfügbarkeit kurzfristiger Strommengen zu hoffen, sollten langfristige, sichere Vereinbarungen so geschlossen werden, dass die kritische Übergangsphase in Deutschland für alle EU-Staaten planungssicherer wird (beispielsweise über sogenannte VPP-Kontrakte). Auch Speicherkontrakte sind sinnvoll, um an der richtigen Stelle wie etwa in den Alpenländern Investitionen anzureizen.


[4] Annahme: Typische nutzbare Batteriegröße 50 kWh, Umwandlungseffizienz (Hochspannung, Wechselrichtung etc.) ca. 80%.
[5]„[…] Die Zukunft wird flexibler sein, spannender, ja, auch anspruchsvoller: nicht mehr nachfrage-, sondern angebotsorientiert, nicht mehr mit wenigen zentralen Produzenten, sondern mit einer Vielfalt von kleinsten Produzenten bis hin zu riesigen Onshore- und Offshorewindparks, mit Selbstversorgern, Genossenschaften und einem neuen Bewusstsein, dass Energie kostbar und sorgsam mit ihr umzugehen ist. […]“, Quelle: Plenarprotokoll, S. 27962

Maßnahmen gebündelt angehen, Experten einbinden

Die aktuell in der Politik beobachtbaren hektischen Schnellschüsse, politischen Einzelmaßnahmen und ideologieorientierten Debatten sind keine gute Basis für die hochkomplexe Energie- und Klimapolitik Deutschlands, die aus den ambitionierten Zielsetzungen zwingend folgt. Häufig liegen Politiker schon bei grundlegenden physikalischen Größenordnungen schlichtweg falsch. Rationale Methoden und eine systemorientierte, detaillierte Investitions- und Umsetzungs-Planung müssen im Vordergrund stehen. Fachleute und Praktiker, die sich professionell mit den oben angesprochenen Teilaspekten beschäftigen, sollten mehr gehört werden. Möglichkeiten – insbesondere bis 2030 – müssen realistisch erfasst und bewertet werden. Sinnvoll hierzu wäre ein Energiewende-Moratorium: Ein vielfältigeres Experten-Panel – nicht wie bisher im Wesentlichen politisch und fast ohne energietechnische Fachleute besetzt – beschreibt unter vollständigen Einbezug der vorgenannten physikalischen und marktseitigen Fakten ein technisch funktionierendes und sicheres Versorgungsystem bis 2030. Dann werden die vielen Energiegesetze und -regelungen auf den Prüfstand gestellt und EU-rechtskonform nach dem Leitbild der versorgungssichern und intelligenten Dekarbonisierung widerspruchsfrei ausgerichtet. Die Komplexität wird so beherrschbar, Planungssicherheit und Vertrauen in die Energiewende steigen. Allein das Abschalten der restlichen Kernkraftwerke wirft Deutschland bei CO2-Ausstoß und Versorgungssicherheit zurück, das politisch motivierte Ausblenden versorgungtechnischer Fakten wird somit immer fahrlässiger.

Ein versorgungssicheres System ist also machbar, allerdings müssen viele Maßnahmen gebündelt angegangen werden. Einfache Lösungen gibt es nicht und auch die damit verbundenen Kosten müssen transparent und planbar kommuniziert werden.

Neben dem bereits Genannten sollte auch die Förderung der Erneuerbaren Energieträger stärker auf eine echte Systemdienlichkeit ausgerichtet werden. Hier ist unter anderem eine Verpflichtung zur Vorhaltung von Speicherkapazitäten für Erneuerbaren-Investoren denkbar, so dass systemstabilisierende Modelle wie „Solarpark plus Eisenphosphat-Batterien“ vorrangig gefördert werden. Ladeinfrastruktur für die zukünftige E-Mobilität muss direkt systemdienlich ausgelegt werden, auch wenn dies vorerst ein kleiner Beitrag ist. Ein regulatorischer Rahmen für umfassendes Lastmanagement (Demand-Side-Management) ist zu schaffen. Da dies physikalisch nicht reicht, müssen vor allem schnellstmöglich zusätzliche Gas-Backup-Kraftwerke geplant und an das Netz gebracht werden. Diese sind so auszulegen, dass sie nach 2030 auf dann sukzessive verfügbaren Wasserstoff umgestellt werden können.

Wie geht es weiter: Vollständige Dekarbonisierung des Endenergiebedarfs 

Spannend für die Zeit nach 2030 ist die Frage, wie eine komplette Elektrifizierung des 2.500 TWh hohen Endenergiebedarfs aussehen würde – denn auch die Wasserstoffversorgung benötigt bei der Herstellung von Wasserstoff erst einmal Strom. Nach Analysen der enexion Group ergibt sich hieraus langfristig ein Bedarf von grob geschätzt zusätzlich 1.800 Terawattstunden Strom pro Jahr, der  regenerativ erzeugt werden müsste[6]. Dies entspricht vereinfacht 205.000 zusätzlichen Offshore-Windrädern der 5-Megawatt-Klasse – nur für Deutschland und ohne Berücksichtigung der mit der Herstellung und Errichtung verbundenen CO2-Emissionen (Zement, Stahl, Kupfer etc.). Es wird ein erheblicher, von der Politik häufig unterschätzter Kraftakt, die vollständige Dekarbonisierung des Endenergiebedarfs bis 2045 sicherzustellen – und es bleibt wenig Raum für Fehler. Wasserstoff z. B. aus Afrika, Saudi-Arabien und Russland importiert trägt erst nach 2030 in relevanter Größenordnung zum Energiesystem bei. Richtig ist, dass parallel eine leistungsfähige H2-Infrastruktur aufgebaut werden muss. Naturgemäß wird dann bei der zukünftigen Erneuerbaren-Anlagenmenge (bis zur Verzehnfachung der aktuellen installierten Leistung) viel überschüssiger Strom erzeugt werden, wenn der Wind weht und die Sonne scheint. Dieser könnte per Wasserstoff gespeichert bei Dunkelflauten zur Verfügung stehen.  Für 2035 oder 2040 ist dies eine realistische Vision. Die Sicherung der Energieversorgung bis 2030 als drängende politische Aufgabe wird dadurch jedoch nicht einfacher. Höchste Zeit, dass Experten, Physik, realistische Annahmen und ehrliche Bürgerkommunikation die Treiber einer erfolgreichen Energiewende werden, statt politisch-ideologischer Schlafwandlerei.


[6] 700 TWh Differenz u. a. durch Einsatz von Biomasse, per Wasserkraft, 166 TWh vorhandener Windkraft- und PV- Strom, Rest-CO2-Speicherung per CCS und diverse Effizienzsteigerungen.

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