Angesichts des Klimawandels und des Krieges in der Ukraine steht das europäische Energiesystem vor einem beispiellosen Wandel. Wie kann das gelingen?
Michael Jesberger ist COO der TransnetBW.
Nehmen wir an, wir befinden uns im Jahr 2050 und der Green Deal ist ein Erfolg. Wir leben in einem klimaneutralen Europa, in dem erneuerbare Energiequellen allgegenwärtig sind. Es ist eine fantastische Vision – aber um dorthin zu gelangen, müssen wir von der heutigen Realität ausgehen und die größten Anstrengungen unternehmen. Es gibt ein Ziel und viele mögliche Wege dorthin.
Es ist kein Geheimnis, dass die Aufgabe in jedem Fall sehr herausfordernd wäre. Aber die russische Invasion in der Ukraine hat die bestehenden Vorstellungen über die Zukunft des europäischen Energiesystems in einer klimaneutralen Welt erschüttert und die Herausforderungen auf eine neue Ebene gebracht. Vor der Invasion war allgemein anerkannt, dass Europa seinen Übergang unterstützen könnte, indem es seine externen Energiehandelsbeziehungen aufrechterhält. Diese Ansicht ist nun obsolet.
Klimaneutralität kombiniert mit einem resilienten Energiesystem – wie kann Europa dieses Ziel erreichen? Als Stromübertragungsnetzbetreiber ist es für TransnetBW von entscheidender Bedeutung, die Konsequenzen dieser Entscheidungen zu verstehen, die Auslegung des Systems vorauszuplanen und konkrete Projekte umzusetzen, um diese Ziele erreichen zu können und gleichzeitig die Versorgungssicherheit zu gewährleisten.
In unserer neuen Studie „Energiesystem 2050 – Auf dem Weg zu einem dekarbonisierten Europa“, beleuchtet TransnetBW obige Frage. Wir nehmen den europäischen Green Deal im Jahr 2050 als gegeben an und vergleichen zwei zentrale Szenarien: „Global Markets“ (GM), wo Wasserstoffimporte außerhalb Europas erwartet werden, und „Energy Resilient Europe“ (ERE), das einen vollständig europäischen Wasserstoff betrachtet Produktion. Wir heben fünf entscheidende Komponenten hervor, die die Vision 2050 unterstützen: Erneuerbare Energien, Netzinfrastruktur, Sektorkopplung, Wasserstofftechnologie und gemeinsames Handeln auf europäischer Ebene.
Erneuerbare Energien: die Kraft eines unabhängigeren Europas
Grundlage für ein klimaneutrales Energiesystem ist der Ausbau erneuerbarer Energien im Stromsektor. Onshore- und Offshore-Windenergieanlagen sowie Photovoltaik auf Aufdach- und Großanlagen müssen drastisch ausgebaut werden. Unser kostenoptimalster Weg zur Erreichung der Green-Deal-Ziele geht davon aus, dass die installierte Windkraftleistung in den EU27-Ländern im Vergleich zur heutigen Erzeugungskapazität um das bis zu 5,5-fache ausgebaut werden muss. Wir brauchen daher von heute bis 2050 eine Ausbaurate von mindestens 23 bis 27 GW pro Jahr.
Gleichzeitig muss die installierte Leistung von Photovoltaik (PV)-Anlagen gegenüber der heute installierten Leistung um das bis zu 17,8-fache steigen, bei einer Ausbaurate von mindestens 69 bis 80 GW pro Jahr. Dies macht PV zur wichtigsten Energiequelle – was die Bedeutung der EU-Solarstrategie unterstreicht, die kürzlich in Kombination mit dem REPowerEU-Plan veröffentlicht wurde. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen wir jetzt mit dem Aufbau dieser Kapazität beginnen. Alle Mitgliedsstaaten müssen sich damit einverstanden erklären, wichtige Teile ihres Landes der erneuerbaren Energieerzeugung zuzuordnen.
Durch die zunehmende Elektrifizierung des Energiesystems und den Ausbau erneuerbarer Kraftwerke wird die Energiewende die europäische Energieabhängigkeit verringern. Vergleichen wir unsere Studienergebnisse für 2050 mit den Werten für 2020, stellen wir fest, dass die Die Nachfrage nach Öl ist rund 72 % niedriger und die nach Gas je nach Szenario zwischen 63 % und 83 % niedriger.
Netzinfrastruktur: weil erneuerbare Energie dorthin transportiert werden muss, wo sie benötigt wird
Erneuerbare Energie wird selten dort produziert, wo sie verbraucht wird. Diese Energie muss also dorthin transportiert werden, wo sie benötigt wird. Die Übertragungsnetzinfrastruktur wird zum Schlüssel für den Transport dieses grünen Stroms über große Entfernungen. Die im jüngsten Zehnjahres-Netzentwicklungsplan von ENTSO-E abgebildete Netzinfrastruktur ist nur der erste Schritt des Netzausbaubedarfs für eine erfolgreiche Energiewende. Eigentlich die geplante Netz für 2035 wird in keinem der von der Studie betrachteten Länder den großen Übertragungsbedarf der 2050-Ziele erfüllen. Das System wird von Netzengpässen in ganz Europa kritisch betroffen sein und daher erfordert das Stromversorgungssystem im Jahr 2050 einen weiteren Ausbau des Übertragungsnetzes. Um den Strombedarf eines CO2-neutralen Marktes zu decken, Die EU muss die Größe der heutigen Stromverbindungskapazität um das 2,8-fache erhöhen. Interessanterweise gilt dies für unsere beiden Szenarien. Begleitet wird dieser Ausbau von einem wachsenden grenzüberschreitenden Stromhandel, der die Energiepreise unter Druck setzen wird. Frankreich, die Niederlande, Polen und Spanien werden die größten Nettoexporteure, während Deutschland und Italien die größten Stromimporteure werden.
Wasserstoff: der entscheidende Aufstieg eines Marktes und seiner Infrastruktur
Zweifellos wird Wasserstoff im klimaneutralen Energiesystem des Jahres 2050 eine große Rolle spielen. Er wird intensiv als Energieträger oder Ausgangsstoff in Industrieprozessen und als Kraftstoff für den Verkehrssektor genutzt. Darüber hinaus wird Wasserstoff als Input für die Synthese von Wasserstoffderivaten wie synthetischen Kraftstoffen verwendet.
Doch wo soll die Wasserstoffproduktion letztendlich stattfinden? In unserem globalen Marktszenario finden 57 % der Wasserstoffproduktion in Europa statt (insbesondere in Dänemark, Polen, Griechenland und den Niederlanden), während die restlichen 43 % aus Ländern außerhalb Europas über H2-Rohrleitungen. Im Szenario Energy Resilient Europe befindet sich 100 % der Wasserstoffproduktion in Europa – es wäre also kein Import von außerhalb der EU notwendig.
Im Gegensatz zur Strominfrastruktur unterscheiden sich die erforderlichen Kapazitäten der Wasserstoffinfrastruktur in Europa je nach eingeschlagenem Weg recht stark: Wenn Europa energieresilient werden soll, müssen 46 % mehr Wasserstoff-Interkonnektorkapazität und 50 % mehr Elektrolyseurkapazität gebaut werden. im Vergleich zum globalen Marktszenario. Um den zusätzlichen Wasserstoff in Europa zu produzieren, brauchen wir auch 15 % mehr erneuerbare Energiekapazität.
In jedem Fall muss die EU ein zuverlässiges Wasserstoffsystem fast von Grund auf aufbauen. Es ist ein langer Weg. Deshalb muss jetzt mit der Bauplanung für eine europäische Wasserstoffproduktions- und Netzinfrastruktur begonnen werden.
Sektorkopplung: Weil Strom neu gedacht werden muss
Der Gedanke „Nachfrage bestimmt Erzeugung“ gilt in einem Energiesystem mit variablen Erneuerbaren nicht mehr. Die zeitliche Flexibilität muss daher durch Speicher- und Bedarfssteuerung in allen angeschlossenen Sektoren (Strom, Wärme, Verkehr oder Industrie) gewährleistet werden. Preisvolatilität könnte ein Schlüsselaspekt zur Stimulierung von Flexibilität und Effizienz sein und damit ein wichtiges Element in den aktuellen Diskussionen um ein zukunftsfähiges Marktdesign sein.
Gemeinsames Handeln auf europäischer Ebene: Kein Land, Unternehmen oder Technologie allein wird die Ziele des Green Deal erreichen
Damit die Vision von 2050 Wirklichkeit wird, ist sofortiges Handeln ebenso notwendig wie pragmatische Lösungen für die Hindernisse, mit denen wir konfrontiert sind. Die meisten der erforderlichen Technologien sind bereits verfügbar. Was die Umsetzung der Energiewende behindert, sind Genehmigungen und lokaler Widerstand.
Die Europäische Kommission hat mit ihrem RePowerEU-Plan den richtigen Weg aufgezeigt: Wir müssen den Ausbau der erneuerbaren Energien und der Energieinfrastruktur insgesamt dringend vorantreiben. Die Ziele sind weitgehend vereinbart und verstanden. Ihre schnelle Umsetzung bleibt jedoch die größte Herausforderung. Ein wichtiges Hindernis für schnelle Fortschritte bleiben Genehmigungsverfahren. Hier muss die EU mit ihren Mitgliedstaaten, den Regionen und Kommunen an einem Strang ziehen.
Die europäische Klimaneutralität ist möglich, aber nur rechtzeitig erreichbar, wenn sie gemeinsam erfolgt und die Bürger in diesen unvermeidlichen Übergang einbezogen werden, damit die Gemeinden stolz darauf sind, Teil des Wandels zu sein, egal ob er auf ihren Dächern oder in ihren Hinterhöfen stattfindet.