Thread by @sciforfuture

Passend zur Diskussion über die #Maßnahmen für die #Klimaziele unser Beitrag zu einer klimaverträglichen Energieversorgung. doi.org/10.5281/zenodo…

1. Zügige Reduktion der CO2-Emissionen: Wir sollten die globale Energieversorgung schnellstmöglich umgestalten, um unsere natürlichen Lebensgrundlagen zu erhalten und eine lebenswerte Zukunft sicherzustellen – sowohl für uns als auch für kommende Generationen.

…1.b Deutschland trägt mit seinen technologischen, wirtschaftlichen und sozialen Fähigkeiten hierfür eine besondere Verantwortung. Der Umbau ist sowohl finanziell als auch technisch möglich. Eine engagierte deutsche Beteiligung sichert den Industriestandort Deutschland.

…1.c Wieviel Zeit wir dafür haben, ergibt sich aus dem Pariser Klimaschutzabkommen und den CO₂-Budgets, die Deutschland und der Europäischen Union noch bleiben (das CO₂-Budget ist die Gesamtmenge an CO₂, die in der Summe der Jahre noch ausgestoßen werden darf).

2. Beschleunigter Ausbau der erneuerbaren Energien: Um die Klimaziele zu erreichen, ist es notwendig, die Versorgung von Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien in Deutschland deutlich schneller auszubauen. […]

…2.b Die Zeit spielt hierbei eine entscheidende Rolle: Die Ziele, die wir uns für die nächsten fünf bis zehn Jahre setzen, müssen sich daran orientieren, bereits bis ca. 2035 nahezu vollständig auf erneuerbare Energien umgestiegen zu sein.

…2.c Das ist deutlich früher als Deutschland und die EU bisher planen.
(hier Kurzfassungen, Volltext unter doi.org/10.5281/zenodo…)

3. Energieimporte: Die Strategie, große Mengen an erneuerbaren Energien in Form von Strom oder synthetischen Energieträgern (einschließlich Wasserstoff und sogenannte „E-Fuels“) zu importieren, birgt Chancen und Risiken. Diese müssen abgewogen werden.

…3.b Für Importe sind z.B. s.hohe Investitionen für die Erzeugungs- & meist auch Transportinfrastruktur im Ausland nötig. Weiter besteht ein Sicherheitsrisiko, von Importen abhängig zu sein, & ein Kostenrisiko, dass die Importe sehr teuer werden, falls besonders viele Länder …

…3.c erneuerbare Energie importieren wollen. Darüber hinaus sind Importe in großen Mengen nur dann sinnvoll, wenn sichergestellt ist, dass die Energieversorgung auch in den Exportländern klima-, umwelt- und sozialverträglich ist. […]

4. Biomasse und ökologische Zielkonflikte: Bei der Abwägung ökologischer Zielkonflikte muss im Auge behalten werden, dass keine Folgen entstehen, die nicht rückgängig gemacht werden können. Wir sollten nur in geringem Umfang Biomasse zur Energiebereitstellung nutzen.

…4.b Denn land- & forstwirtschaftliche Flächen sind begrenzt und werden in Zukunft f. viele Aufgaben benötigt. Hierzu gehört insbes. der Anbau von Nahrungsmitteln & nachwachsender Rohstoffe, der Naturschutz, die Wiedervernässung von Moorböden (→ CO₂-Freisetzung stoppen) …

…4.c … sowie die Energieproduktion mittels Wind- & Solaranlagen → der gezielte Anbau von Energiepflanzen in Deutschland [sollte] auslaufen. Die Nutzung von Biomasse zur Energiebereitstellung sollte sich auf Reststoffe beschränken, die nicht anders verwertbar sind.

…4.d Flächenkonflikte lassen sich teilweise durch Umstellung von Ernährungsgewohnheiten hin zu einer pflanzenbasierten Ernährung entschärfen. Aus anderen Ländern sollte Biomasse nur dann importiert werden, wenn sie aus kontrolliert nachhaltigem Anbau stammt. […]

5. Reduktion des Energiebedarfs: Je mehr Energie wir einsparen, desto leichter ist es, den verbleibenden Energiebedarf rechtzeitig klimaneutral zu decken.

…5.b Wenn man erneuerbare Energien etwa in Wärmepumpen & Elektrofahrzeugen direkt nutzt – also in Form v. Elektrizität – dann steigt zwar d. Strombedarf an, aber der Energiebedarf insgesamt sinkt deutlich, weil wir dadurch den Bedarf an Heizöl, Erdgas, Benzin&Diesel reduzieren.

…5.c Zur Energieeinsparung gehört auch, dass wir den Gebäudebestand so schnell wie möglich energetisch sanieren, um den Wärmebedarf zu senken.

…5.d Außerdem können wir durch einen reduzierten Konsum einen Beitrag leisten, ebenso wie durch die Steigerung der Langlebigkeit, Reparaturfähigkeit und Wiederverwertbarkeit von Produkten. Insbesondere Verhaltensänderungen spielen hier eine wichtige Rolle.

…5.e In der Vergangenheit wurden Effizienzgewinne häufig durch Mehrverbrauch an anderer oder gleicher Stelle wieder zunichtegemacht (Rebound-Effekt). Um dies in Zukunft zu vermeiden, brauchen wir geeignete Rahmenbedingungen und Anreizsysteme.

6. Transport- und Mobilitätssektor: Für einen klimaverträglichen Transport- und Mobilitätssektor sind gute Bedingungen für den Fuß- und Radverkehr, ein gut ausgebauter und preiswerter öffentlicher Nahverkehr sowie ein leistungsfähiges Bahnsystem (für Personen und Güter) zentral.

…6.b Die dafür notwendige regionale, nationale und europäische Infrastruktur ist mit Vorrang auszubauen. Außerdem ist ein schneller Umbau des Verkehrs auf die besonders effiziente direkte Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien sinnvoll.

…6.c Die wichtigsten aktuell umsetzbaren Anwendungen sind batterieelektrische Pkw und Lkw sowie die Nutzung von Oberleitungen für Bahn und Busse und künftig eventuell an Autobahnen.

7. Prozesswärme und prozessbedingte CO2-Emissionen: Unter Prozesswärme versteht man Wärme, die für technische oder chemische Verfahren benötigt wird. Die Einsparpotenziale hierfür sind in einigen Branchen bereits weitgehend ausgeschöpft, in anderen liegen sie noch brach.

…7.b Damit die Industrie prozessbedingte Emissionen wie bei Zement-/Stahlproduktion vermeiden kann, muss sie Produktionsverfahren umstellen … Darüber hinaus sollten Materialien genutzt werden, bei denen im Lebenszyklus weniger Treibhausgase emittiert werden (z.B. Beton→Holz).

8. Wärmeversorgung: Zusätzlich zur Heizenergieeinsparung … ist in größeren Kommunen eine Wärmeleitplanung notwendig. Hierbei wird u. a. festgelegt, in welchen Quartieren die Wärmeversorgung zentral (→Wärmenetze) oder dezentral (z. B. → eine Heizung je Gebäude) erfolgen soll.

…8.b Ebenso sind Niedertemperatur-Wärmenetze gezielt auszubauen. Mit Wärmenetzen können bisher ungenutzte Wärmequellen (z. B. Industrieabwärme, Tiefengeothermie und Wärme aus großen Solarthermieanlagen) und große Wärmespeicher effizient genutzt werden.

…8.c Für die dezentrale Wärmebereitstellung sind Wärmepumpen, gegebenenfalls um Solarthermie ergänzt, die bevorzugte Lösung.

9. Wasserstoff und Syntheseprodukte: Es werden große Mengen synthetischer Energieträger aus treibhausgasneutraler und umweltverträglicher Herstellung gebraucht, um eine klimaverträgliche Stahl-, Chemie- und Düngemittelindustrie zu ermöglichen.

… 9.b Hierzu zählen vor allem Wasserstoff sowie daraus erzeugte Folgeprodukte wie synthetische Kohlenwasserstoffe und Ammoniak. Außerdem werden diese Energieträger für Bereiche des Flug- und Schiffsverkehrs wie auch als Langfristspeicher für die sichere Stromversorgung benötigt.

… 9.c Die Herstellung v. Wasserstoff & Folgeprodukten benötigt … deutlich mehr erneuerbare Energien als eine direkte Nutzung von Strom → man [sollte] für die meisten Anwendungen im Verkehr & in der Wärmeversorgung auf effizientere & kostengünstigere Alternativen zurückgreifen.

(Dies sind die – teilweise leicht verkürzten – Kurzfassungen der 16 Orientierungspunkte der S4F zur klimaverträglichen Energieversorgung für Deutschland. Vollfassung: doi.org/10.5281/zenodo…)

10. Kernenergie: Einem Ausbau der Kernenergie stehen hohe Kosten, erhebliche Sicherheitsbedenken, lange Bauzeiten und das noch immer ungelöste Endlagerproblem entgegen.

…10.b Daher ist Kernenergie nicht in der Lage, in der verbleibenden Zeit einen sinnvollen Beitrag zum Umbau zu einer klimaverträglichen Energieversorgung zu leisten. Das gilt auch für die Kernfusion.

…10.c Aufgrund der vorhandenen Alternativen ist Deutschland nicht auf die Kernenergie angewiesen, um eine klimaverträgliche Energieversorgung bis 2035 zu erreichen.

11. Ausbau von Solar- und Windkraftanlagen: Aus den bisher genannten Gründen sind ambitionierte Ausbauziele für Solar- und Windkraftanlagen wichtig.

…11.b Unserer Einschätzung nach sind bis 2030 zum einen nur geringe Importe erneuerbarer Energie realistisch, zum anderen ist das Potential für Energieeinsparungen in dieser kurzen Zeit nur zum Teil realisierbar.

…11.c Wenn die Bereiche Mobilität und Wärmeversorgung ambitioniert elektrifiziert werden und wir in die inländische Wasserstoffproduktion einsteigen, könnte der Bedarf an elektrischer Energie im Jahr 2030 nach unseren Schätzungen ca. 875 TWh im Jahr betragen (2019: ca. 525 TWh).

…11.d Einen Großteil dieser Energiemenge kann in Deutschland z. B. mit 350 GW Photovoltaik und 150 GW Windkraft bereitgestellt werden (installierte Nennleistungen).

…11.e Liegt der Ausbau bis 2030 – z. B. gemäß den derzeitigen Planungen der Bundesregierung – deutlich unter diesen Zahlen, kann eine entsprechende CO₂-Emissionsreduktion nur bei sehr großer Energieeinsparung oder sehr hohen Importmengen erreicht werden.

…11.f Die meisten Studien für ein Deutschland, das mit nahezu 100 % erneuerbaren Energien versorgt wird, kommen zu vergleichbaren Schlüssen. Jedoch wird hier meist vom Zieljahr 2050 und deutlich höheren Emissionen ausgegangen.

…11.g Die entsprechenden Szenarien sind daher nicht kompatibel mit d. Pariser Klimavertrag. Insb. bei der Photovoltaik halten wir deutlich höhere Ausbauraten für möglich, insb. unter Einbeziehung v. naturverträgl. Freiland-Anlagen & in Kombination m. Landwirtschaft („Agri-PV“).

12. Bedarf an Speichern im Elektrizitätssystem: In einem klimaverträglichen Elektrizitätssystem kann ein Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage teilweise durch internationale Kooperation und flexible Verbraucher geschehen. Darüber hinaus sind Speichertechnologien notwendig.

…12.b Diese stehen kurz vor der Marktreife oder werden zum Teil heute schon genutzt: Batterien und andere Technologien dienen als Kurzzeitspeicher. Zusätzlich kann man verstärkt Seen, zum Beispiel in Norwegen, als Energiespeicher nutzen.

…12.c Für die langfristige Speicherung kann die regenerative Erzeugung von Wasserstoff oder gasförmigen Syntheseprodukte genutzt werden.

…12.d Diese Gase lassen sich in vorhandenen unterirdischen Kavernen speichern. Hiermit betriebene Kraftwerke können die zur Sicherung der Energieversorgung in Dunkelflauten über mehrere Wochen nötige Reserveleistung bereitstellen.

(Dies sind die – teilweise leicht verkürzten – Kurzfassungen der 16 Orientierungspunkte der S4F zur klimaverträglichen Energieversorgung für Deutschland. Vollfassung: doi.org/10.5281/zenodo…)

13. Modernisierung von Elektrizitätsinfrastruktur und -Marktregeln: Der Ausbau der Netze, die Integration von Energiespeichern in den Strommarkt und flexible Verbraucher sind von besonderer Bedeutung.

… 13.b Die dafür relevanten Gesetze sollten reformiert werden und sich an einer vollständigen Versorgung aus erneuerbaren Energien bis zum Jahr 2035 orientieren. Hierzu sollte eine Mischung aus zentralen und dezentralen Strukturen angestrebt werden.

… 13.c Es ist wichtig schnell die heute noch bestehenden Hemmnisse bei der Umgestaltung der Energieversorgung aufzulösen.

14. Kosten der Energiewende: Die Kosten einer mit dem Pariser Klimaabkommen kompatiblen Energieversorgung sind mittel- bis langfristig nicht höher als heute.

…14.b Berücksichtigt man die aktuell nicht eingepreisten Umweltbelastungen (sogenannte „externalisierte“ Kosten), ist ein klimaverträgliches Energiesystem sogar schon heute deutlich günstiger. Geringere Betriebskosten gleichen die … höheren Investitionskosten aus.

15. Arbeitsmarkt: Aufbau, Betrieb und Wartung einer regenerativen Energieversorgung ebenso wie eine beschleunigte energetische Gebäudesanierung schaffen sehr viele Arbeitsplätze in Deutschland.

…15.b Wenn frühzeitig Planungssicherheit über eine schnelle Energiewende besteht, können neu entstehende Arbeitsplätze den Wegfall von Arbeitsplätzen in anderen Industriesparten vollständig und rechtzeitig ausgleichen.

…15.c Durch die Entwicklung und Umsetzung neuer Technologien und Dienstleistungen entstehen für die deutsche Wirtschaft gleichzeitig zukunftsträchtige Exportmöglichkeiten auf den Weltmärkten.

…15.d Fehlt diese Planungssicherheit hingegen, könnte sich ein Fachkräftemangel in den Sektoren Planung, Bau- und Energiewirtschaft als ein wesentliches Hindernis bei der Energiewende herausstellen.

16. Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche Energiewende: Die rasche Umstellung d. Energieversorgung auf erneuerbare Energien setzt fundierte Information & transparente Kommunikation voraus. Es braucht einen breiten gesellschaftlichen Konsens & Bereitschaft z.hohen Investitionen.

…16.b Diese Voraussetzungen lassen sich mit Hilfe von Aufklärung [und] durch verstärkte wirtschaftliche Teilhabe aller gesellschaftlichen Gruppen schaffen. Um alle gesellschaftlichen Gruppen zu beteiligen, sind geeignete Förder- und Finanzierungsinstrumente zu schaffen.

…16.c Zudem sollte sich die Höhe der strom- bzw. energieträgerbezogenen Steuern und Abgaben an den verursachten Umwelt- und Gesundheitsschäden ausrichten. Dabei muss insbesondere der CO2-Preis so hoch sein, dass er eine lenkende Wirkung entfaltet.

…16.d Die Energiewende ist ein entscheidender Baustein für den Klimaschutz und indirekt auch für den Erhalt der Artenvielfalt. Sie ist eine große gesellschaftliche Aufgabe und verlangt, alle gesellschaftlichen Akteur:innen einzubinden.

(ENDE der – teilweise leicht verkürzten – Kurzfassungen der 16 Orientierungspunkte der S4F zur klimaverträglichen Energieversorgung für Deutschland. Vollfassung: doi.org/10.5281/zenodo…)