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Zukünftiges Energiesystem

Die „Energiewende“ ist ein ambitioniertes Generationenprojekt, das auf ein treibhausgasneutrales Energiesystem abzielt. Dazu sind grundlegende Veränderungen des Energiesystems notwendig. 

Gleichzeitig soll Energie auch in Zukunft für alle Verbraucher (Haushalte, Gewerbe, Industrie) bezahlbar und die Versorgungssicherheit auf hohem Niveau erhalten bleiben. Für diesen Umbau ist bereits eine Reihe politischer Ziele verabschiedet worden. Dem Energieträger Gas wird bei der Umsetzung dieser Ziele eine bedeutende Rolle zukommen. 

Ausstieg aus der grundlastfähigen Stromerzeugung aus Kohle und Kernenergie

Der Ausstieg aus der Kernenergie wurde bereits im Jahr 2011 vor dem Hintergrund der Ereignisse in Fukushima politisch entschieden. Einige Kraftwerke sind bereits vom Netz genommen worden. Das Ausstiegsgesetz sieht eine gestufte Abschaltung aller deutschen Kernkraftwerke bis Ende 2022 vor. Auch mit der Verstromung von Stein- und Braunkohle soll zukünftig Schluss sein. Grund hierfür sind die hohen CO2-Emissionen bei der Kohleverstromung. Eine von der derzeitigen Bundesregierung eingesetzte Kommission für „Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung“ hat einen Ausstieg aus der Kohle bis 2038 vorgeschlagen. Derzeit wird an einer gesetzlichen Umsetzung gearbeitet. Für den Strommix in Deutschland bedeutet der Ausstieg aus Kohle und Kernenergie den Wegfall zweier zentraler, grundlastfähiger Energieträger. Damit kommt den grundlastfähigen Gaskraftwerken (heute rund 13% der Stromerzeugung) eine zunehmende Bedeutung bei der Absicherung der Stromversorgung zu. Das heute und mittelfristig in diesen Gaskraftwerken zum Einsatz kommende fossile Erdgas kann zukünftig durch erneuerbare oder dekarbonisierte Gase (z.B. synthetisches Methan) ersetzt und damit klimaneutral gemacht werden.

Steigender Anteil erneuerbarer Stromerzeugung

Das Energiesystem der Zukunft wird auch durch stark steigende Anteile erneuerbarer Stromerzeugung gekennzeichnet sein. Politisch gilt das Ziel, den Anteil der erneuerbaren Energien von heute etwa 36 Prozent auf 65 Prozent im Jahr 2030 zu erhöhen. Dazu ist nicht nur ein Ausbau der erneuerbaren Erzeugungskapazitäten erforderlich, sondern auch ein massiver Ausbau der Stromnetze. Schon heute gibt es aufgrund des nicht synchron verlaufenden Ausbaus der erneuerbaren Energie und der Stromnetze Engpässe, die die Sicherheit der Versorgung vor immer größere Herausforderungen stellen. Hier leisten die flexibel einsetzbaren Gaskraftwerke insbesondere in Süddeutschland einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit.

Durch eine intelligente Verknüpfung der beiden Infrastrukturen Strom und Gas lassen sich in Zukunft Netzengpässe im Strombereich auch über die gut ausgebaute und leistungsfähige Gasinfrastruktur kompensieren. Das Gasnetz transportiert schon heute annähernd die doppelte Energiemenge im Vergleich zu den Stromnetzen. So könnte zukünftig Überschussstrom aus erneuerbaren Energien mittels Power-to-Gas-Technologien in gasförmige Energieträger umgewandelt und über das Gasnetz in die Verbrauchszentren transportiert werden. Außerdem ließe sich damit der Stromnetzausbau (über die aktuellen Planungen im Netzentwicklungsplan Strom 2035 hinaus) perspektivisch begrenzen. Nicht nur vor dem Hintergrund der Akzeptanz der Energiewende seitens der Bevölkerung, sondern auch aus volkswirtschaftlicher Sicht, wäre diese enge Verzahnung der Infrastrukturen sinnvoll. Die Fernleitungsnetzbetreiber (FNB) schlagen in diesem Zusammenhang eine gemeinsame, integrierte Netzentwicklungsplanung vor.

Weitere Herausforderungen für die Versorgungssicherheit ergeben sich aus der volatilen Einspeisung der erneuerbaren Energien und der geringen und i. W. nur kurzfristigen Speichermöglichkeiten des Stroms. Windkraft- und Solaranlagen erzeugen nur Energie, wenn der Wind weht und die Sonne scheint. Da Strom aber nicht in ausreichenden Mengen gespeichert werden kann (Kapazität der Stromspeicher liegt in Deutschland bei 0,04 TWh im Vergleich zu 234 TWh bei Gasspeichern), braucht diese fluktuierende Einspeisung einen Ausgleich. Diesen liefern Gaskraftwerke mit ihren flexiblen Einsatzmöglichkeiten. Darüber hinaus kann auch die Gasinfrastruktur eine Lösung für die bestehenden Herausforderungen bieten. Denn die langfristige Speicherung von großen Energiemengen ist durch die Nutzung von Power-to-Gas-Technologien in Verbindung mit den existierenden Gasspeichern und Transportnetzen bereits heute möglich. So lässt sich der aus erneuerbaren Energien hergestellt Strom aus Sonne und Wind effizient speichern und in das Energiesystem integrieren.


Ein nahezu CO2-neutrales Energiesystem

Deutschland hat sich bezüglich der Reduzierung von Treibhausgasen Minderungsziele von 55 Prozent bis 2030 und 80-95 Prozent bis zum Jahr 2050 vorgenommen. Diese Klimaziele betreffen nicht nur den Energiesektor, sondern auch die Bereiche Industrie, Verkehr und Gebäude. Gasförmige Energieträger können in den verschiedenen Sektoren einen signifikanten Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten. Erneuerbare und dekarbonisierte Gase bringen klimaneutrale Energie in Sektoren, die nur schwer oder teuer zu elektrifizieren sind. Im Wärmesektor zum Beispiel wird Gas aktuell mit einem Anteil von fast 50 Prozent genutzt. Eine vollständige Elektrifizierung dieses Sektors wäre mit Blick auf die volatile Einspeisung der erneuerbaren Stromerzeugung und der hohen Saisonalität der Wärmenachfrage um ein Vielfaches teurer und aufgrund der fehlenden elektrischen Langfristspeichermöglichkeiten unrealistisch. Auch im Verkehrssektor ist neben dem energetischen Einsatz von Biomasse der Einsatz anderer erneuerbarer und dekarbonisierter Gase (wie z.B. Wasserstoff) eine effiziente Option zur Minderung der Treibhausgasemissionen. In der Industrie, insbesondere bei Hochtemperaturprozessen über 500 Grad Celsius, ist der Einsatz von erneuerbaren und dekarbonisierten Gasen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen unabdingbar.

Die Gasinfrastruktur sowie erneuerbare und dekarbonisierte Gase werden daher bei der Erfüllung der Klimaziele eine unverzichtbare Rolle spielen. Ohne diese Gase ist eine Dekarbonisierung der Sektoren Wärme, Verkehr und Industrie nicht volkswirtschaftlich effizient möglich. 

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