Eine Einordnung von Andreas Horn

Heinz Wraneschitz hat letzte Woche in seinem Artikel zur The smarter E Europe Messeeindrücke präsentiert und dabei auch auf die brandneue Studie des Fraunhofer ISE hingewiesen: unter dem Titel „Kostenoptimale Transformation des deutschen Energiesystems bis 2045“ versucht die Studie aufzuzeigen, „dass die Transformation des Energiesystems nicht nur die Möglichkeit bietet, eine zuverlässige und resiliente Energieversorgung sicherzustellen, sondern gleichzeitig kosteneffizient gestaltet werden kann und einen positiven Beitrag zur gesamtwirtschaftlichen Wohlstandsentwicklung leistet.“ So weit, so gut. Doch was ist von der Kurzstudie zu erwarten, die auf knappen 42 Seiten im Auftrag des Veranstalters der The smarter E Europe durchgeführt wurde?

Schauen wir genauer hin!

Nach einer Kurzzusammenfassung in Kapitel 1 wird in Kapitel 2 die Transformation des deutschen Energiesystems beschrieben. Der in der Kurzstudie beschriebene „kostenoptimierte Transformationspfad“ wurde in einer früheren ISE-Studie „Wege zu einem klimaneutralen Energiesystem – Bundesländer im Transformationsprozess“ als „technologieoffenes Szenario“ entwickelt. Im Zusammenhang mit der Artikelserie „Energiewende am Wendepunkt“ haben sich die DGS-News in den vergangenen Monaten ebenfalls intensiv mit der Frage auseinandergesetzt, wie die Energiewende „zu Ende gebracht werden kann“. Insofern ist es spannend zu sehen, was die Fraunhofer-Studie für Antworten liefert? Die Grafik im Titelbild zeigt: Photovoltaik und Windkraft werden wie erwartet massiv ausgebaut. Die installierte PV-Leistung liegt im Jahr 2045 bei fast 500 GWp, Windkraft bei 300 GW. Und – für regelmäßige Leser kaum überraschend – die „gesicherte Leistung“ liegt bei ca. 150 GW, wobei in 2045 ca. 1/3 Biomethan oder Synthesegas-Kraftwerke eingesetzt werden und ca. 2/3 Wasserstoff-Kraftwerke. Neben der installierten Leistung zeigt die Studie auch die Energiemengen im Stromerzeugungsmix: der weit überwiegende Teil von rund 60 % ist Windkraftstrom, knapp 30 % der Energiemenge kommt aus Solarstrom, und die restlichen rund 10 % aus Wasserstoff, Gas, sowie kleinen Anteilen von Stromimport, Wasserkraft und Biomasse. Das Verhältnis von Energiemenge zu installierter Leistung lässt auf die Volllaststunden bzw. Jahresnutzungsdauern der Kraftwerke schließen. PV kommt wie zu erwarten auf knapp 1.000 Volllaststunden, Windkraft auf rund 2.800 Volllaststunden, und Wasserstoff- bzw. Gaskraftwerke auf unter 1.000 Volllaststunden.

Kapitel 3 zeigt anschaulich und leicht verständlich an mehreren exemplarischen Wochenprofilen des Jahres 2045 wie sich die Erzeugungs- und Verbrauchsprofile darstellen. Dunkelflauten werden durch Rückverstromung von Wasserstoff gedeckt – wobei die Rolle der Flexibilisierung betont wird:

„Die Rolle der Flexibilisierung ist für die Integration hoher Anteile erneuerbarer Energien essentiell. Um Phasen zu überbrücken, in denen wenig Wind- und PV-Angebot vorhanden ist, ist die langfristige Speicherung von Energieträgern in Form von Molekülen (Power-to-X) wichtig. So wird in Zeiten von Stromüberschuss der Wasserstoffspeicher gefüllt und in Zeiten mit wenig erneuerbaren Energien Wasserstoff aus dem Speicher entnommen und rückverstromt.“

Die Grafik zum monatlichen Einsatz der Flexibilitäten bei Strommangel und Stromüberschuss zeigt eindrucksvoll, wieviel Stromüberschuss für Power-to-X genutzt werden kann: nur ein Teil dessen wird zurückverstromt, ein größerer Teil geht in andere Anwendungen (z. B. Flugtreibstoff, Chemie). Ein erklecklicher Anteil von Stromüberschuss wird in Form von Wärme genutzt. Letztlich – wird noch Strom exportiert und nur ein relativ kleiner Anteil wird abgeregelt.

In den weiteren Kapiteln werden Aspekte der Wachstums- und Wohlstandsförderung kurz diskutiert: die Transformation sorgt für positive Arbeitsplatzeffekte und regionale Wertschöpfung. Die Reduktion der Abhängigkeit von Energieimporten erhöht die Resilienz. Und last but not least: durch die Transformation kann in zwei Jahrzehnten das Ziel der Klimaneutralität erreicht werden, wobei für Restemissionen auch sog. „negative Emissionen“ benötigt werden.

Als Fazit kommt die Kurzstudie zum Ergebnis, dass „eine zuverlässige Energieversorgung (…) gewährleistet werden kann. Kritische Versorgungssituationen – insbesondere sogenannte kalte Dunkelflauten – lassen sich durch ein abgestimmtes Zusammenspiel aus saisonaler Speicherung, Back-up-Kapazitäten auf Basis klimaneutraler Gase, Lastflexibilisierung sowie dem europäischen Netzverbund zuverlässig überbrücken.“ Und weiter: „Aus volkswirtschaftlicher Perspektive ist die Energietransformation langfristig nicht nur kostenneutral, sondern potenziell vorteilhaft.“ Die Energiewende ist also nicht nur machbar, sondern sogar positiv für unseren Wohlstand! Wenn das mal unsere Wirtschaftsministerin verstehen würde!

Die Studie ist leicht und verständlich lesbar und liefert einen hervorragenden Überblick über den Weg der Energiewende in den nächsten Jahren – klare Lese-Empfehlung! Wer mehr wissen will findet zahlreiche Literaturhinweise auf detailliertere Primärquellen.