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Sektorkopplung: Alles mit Ökostrom ist machbar

Deutschland klimaneutral zu machen bedeutet vor allem, die fossilen durch erneuerbare Energien zu ersetzen – nicht nur beim Strom, sondern auch für Wärme und Verkehr. Was offenbar für viele Politiker utopisch klingt, hat Volker Quaschning von der HTW Berlin jetzt durchgerechnet. Alles mit grünem Strom ist danach machbar, allerdings werden manche der Botschaften auch der Ökobranche nicht so gefallen.

Aus Berlin Jörg Staude

Wenn man der hitzigen Debatte um die EEG-Reform, die bis zur Sommerpause durch den Bundestag gejagt werden soll, etwas Gutes abgewinnen will, dann ist es vielleicht die Erkenntnis, dass Deutschland bei der Energiewende noch ziemlich am Anfang steht: 2015 hatten die Erneuerbaren am gesamten Energieverbrauch erst einen Anteil von 12,6 Prozent. 

BildVolker Quaschning von der HTW Berlin stellt seine Studie vor. (Foto: Christoph Rasch/Greenpeace Energy)

"Gut 87 Prozent fehlen also noch an einer erfolgreichen Energiewende", schloss Volker Quaschning von der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) am Montag in Berlin. Er stellte eine umfangreiche Studie zur sogenannten "Sektorkopplung" vor. Die Studie geht, einfach gesagt, der Frage nach, wie viel Ökoenergie das Industrieland Deutschland für "alles" – also Strom, Wärme und Verkehr – braucht, wenn es gänzlich auf Atom, Kohle, Gas und Öl verzichtet – und zwar ab dem Jahr 2040.

Diese Marke ist für Quaschning das zeitliche Maß des Klimaschutzes, weil nur dann noch die Chance besteht, dass die Bundesrepublik ihren Beitrag zu einem globalen 1,5-Grad-Ziel leistet. Während derzeit selbst Greenpeace und Co "nur" eine Verdreifachung des Tempos der Energiewende verlangen, setzt Quaschning noch eins drauf und sieht eine vier- bis fünffache Beschleunigung als nötig an.

Verdopplung des Stromverbrauchs zeichnet sich ab

Der weitgehende Umstieg auf Ökostrom in den drei Bereichen ist auch von den Zahlen her ein gewaltiger: Selbst bei ehrgeizigen Effizienz-Maßnahmen wird sich, so der HTW-Experte, der heutige Stromverbrauch mindestens verdoppeln – von jährlich 628 auf 1.320 Terawattstunden (TWh). Damit liegt Quaschning in dem Korridor, den jüngst Dena-Chef Andreas Kuhlmann angegeben hat, will man fossile durch erneuerbare Energien vollständig ersetzen. Kuhlmann sieht den künftigen Bedarf für Wärme bei 400 bis 550 TWh sowie beim Verkehr bei 400 bis 900 TWh. Der Dena-Chef bewegt sich also zusammengenommen zwischen 800 und 1.45o TWh.

Quaschnings Vorstellungen haben dabei in zweifacher Hinsicht einen besonderen Charme. Zum einen stellt er klar, dass die Öko-Energiewende ohne einschneidende Effizienzmaßnahmen nicht gelingen kann. So lässt der Experte – besonders durch Dämmung und Wärmepumpen – den Energiebedarf bei Raumwärme und Warmwasser von rund 770 auf 150 TWh jährlich sinken und deckt erst diesen dann durch Ökostrom ab. "Ohne Berücksichtung der Effizienz hätten wir eine Verfünffachung des Strombedarfs – so viele Standorte für Solar- und Windkraft sind nicht durchsetzbar", räumt er realistischerweise ein.

Direkte Elektrifizierung ist der effizientere Weg

Zum anderen sieht Quaschning sehr deutlich einen Schwachpunkt der grünen Idee, die fossilen Energieträger am Ende größtenteils allein durch Ökostrom zu ersetzen. Sehr nachteilig sind dann die enormen Umwandlungsverluste, die zum Beispiel bei Power-to-Gas entstehen, wobei aus Strom per Elektrolyse "grünes" Gas gewonnen und dieses später wieder verstromt wird.

Für Quaschning führt deshalb an einer zumeist direkten Elektrifizierung des Verkehrs am Ende kein Weg vorbei. So müssten Fernstraßen eben auch Oberleitungen für E-Lkw bekommen. Nur für Schiffe und Flugzeuge müssten Ersatz-Treibstoffe her.

Und weil wenig Zeit bleibt, sieht sein Konzept auch klare ordnungsrechtliche Bedingungen vor: Ende der Kohleverstromung 2030, keine Neuzulassung von Benzin- und Dieselautos ab 2025 und sogar ab 2020 kein Einbau mehr von neuen Ölheizungen, Gasbrennkesseln und auch Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen.

Entsprechend groß geraten die Ausbauzahlen für Solar- und Windstrom: Bis 2040 muss Photovoltaik in Deutschland auf 400.000 Megawatt Nennleistung gesteigert werden, davon 200.000 Megawatt als neue Dachanlagen und 200.000 Megawatt als neue Freiflächenanlagen, die wiederum ein Prozent der Landesfläche erfordern. Bei Wind an Land müssen 2040 ebenfalls 200.000 Megawatt erreicht sein.

Flächen für Solar- und Windenergie begrenzen Ausbau im Inland

Als Hauptproblem, um diesen Ausbau zu realisieren, sieht Quaschning die nur begrenzt zur Verfügung stehenden Flächen auf dem Festland. Deswegen muss für ihn ein Viertel des künftigen Ökostrombedarfs aus Offshore-Windkraftwerken kommen, obwohl er persönlich "kein Freund der Offshore-Anlagen" ist, wie er auf Nachfrage von klimaretter.info sagte.

Anknüpfend an Quaschnings Untersuchung forderte der Grünstromanbieter Greenpeace Energy am Montag seinerseits die Schaffung ausreichender Kapazitäten an Langzeit-Stromspeichern, vor allem solcher, bei denen Öko-Überschuss-Strom durch Power-to-Gas-Verfahren in speicherbares Gas umgewandelt wird. "Erneuerbare Energien allein können fossile Kraftwerke nicht überflüssig machen. Dazu braucht es Langzeitspeicher", betonte Marcel Keiffenheim von Greenpeace Energy. Das gelte vor allem dann, wenn Wind und Sonne in einer "Dunkelflaute" mehr als zwei Tage keinen Strom mehr liefern könnten.

Basierend auf Quaschnings Angaben bezifferte das Unternehmen am Montag den Ausbau-Bedarf bei Power-to-Gas – wenn zuvor alle anderen Speicher-Optionen wie Batterien am Strommarkt ausgeschöpft sind – auf rund 80.000 Megawatt bis zum Jahr 2040, um die hundertprozentige Versorgung mit Ökoenergie abzusichern. Um das zu erreichen, müsste man ab 2020 beginnen, zunächst jährlich Elektrolyseure für 1.000 Megawatt Leistung zu bauen, und dies dann nach und nach auf 4.000 Megawatt jährlich steigern.

BildFahrer von Elektroautos sind oftmals noch recht verzweifelt auf der Suche nach einer Ladestelle. (Foto: Reinhard Dietrich/Wikimedia Commons)

Gegenüber dieser Prognose hatte Greenpeace Energy in einer im Februar dieses Jahres veröffentlichten Studie den Bedarf an Elektrolyseuren auf 89.000 Megawatt bis 2050 vorausgesagt. Im August 2015 hatte der Grünstromer bereits eine Studie vorgestellt, die als Obergrenze des Power-to-Gas-Ausbaus – im Fall der erneuerbaren Vollversorgung aller Sektoren der Volkswirtschaft – eine Speicherkapazität von über 260.000 Megawatt prognostizierte.

Die Zahlen zeigen, wie schnell sich der Strommarkt bewegen kann – im Unterschied offenbar zur Bundesregierung. Mit dem geplanten EEG 2016 habe Deutschland "keinerlei Chance", die Pariser Klimaziele einzuhalten, prangerte Volker Quaschning die Bundespolitik an. "Entweder haben die politisch Verantwortlichen keine Sachkenntnis oder teure Notlösungen wie unterirdische CO2-Lager im Blick."

Fast "alles" mithilfe von Ökostrom zu machen klingt in deren Ohren vermutlich noch zu utopisch.

[Erklärung]  
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