Das »Barometer der Energiewende«

Das Barometer der Energiewende beschreibt und bewertet die Entwicklung der Energiesystemtransformation in seinen verschiedenen technischen Dimensionen. Dafür wird der aktuelle Stand der Systemkomponenten ermittelt und den Szenario­ergebnissen für ein 100 Prozent regeneratives Energiesystem gegenübergestellt.

Das Barometer der Energiewende 2017 ist wie folgt aufgebaut:

• Die Prognosen über unseren zukünftigen Endenergiebedarf in 2050 und die dazugehörige Strombilanz legen offen, wieviel Energie durch das Versorgungssystem in Deutschland und im Ausland hergestellt werden muss.
• Als wichtigste volatile Erzeugungstechnologien stehen Wind- und Solarenergie am Anfang unseres Monitoringberichts.
• Darauf folgen die Übertragungsnetze, die als Verteiltechnologie für den räumlichen Ausgleich der erzeugten Leistungen dienen.
• Die Ausgleichskraftwerke sichern die Leistungsdeckung und gleichen Defizite in der Erzeugung aus.
• Durch die energetische Biomassenutzung können flexibel einsetzbare und gut speicherbare Energieträger bereitgestellt werden.
• Aufbauend werden die Speichertechnologien Power-to-Gas und Batterien dargestellt, die sowohl kurzfristige als auch längerfristige Energie- und Leistungsschwankungen ausgleichen.
• Anschließend folgt das Monitoring der durch die Sektorenkopplung neu entstehenden elektrischen Verbraucher. Im Wärmesektor ist das der Einsatz von Wärmepumpen.
• Im Verkehrssektor entstehen neue elektrische Verbraucher aufgrund elektrisch angetriebener Fahrzeuge.
• Abschließend wird die Investitionstätigkeit, deren zeitliche Entwicklung und die volkswirtschaftliche Bewertung dargestellt.
  

Das diesem Barometer zugrundeliegende Szenario basiert auf den Zeitreihen des Wetterjahres 2011. Für Deutschland haben wir einen Endenergiebedarf von 1.000  TWh festgesetzt (siehe Endenergiebedarf). Das Szenario wurde mit dem Fraunhofer IEE (ehemals Fraunhofer IWES) Modell »SCOPE« berechnet und hat 95 Prozent CO2-Reduktion bis 2050 zum Ziel. Das SCOPE-Modell ist ein europäisches Modell mit Import- und Exportmöglichkeiten bei dem der Energiebedarf in jedem Land zu jedem Zeitpunkt gedeckt sein muss. Die Rahmenbedingung einer ausgeglichenen Nettoimportbilanz stellt sicher, dass in Summe der deutsche Energiebedarf auch in Deutschland hergestellt wird.

Das Barometer der Energiewende beschreibt das Transformationsgeschehen unseres Energieversorgungssystems in verschiedenen Dimensionen und stellt in diesen Dimensionen einen Soll-Ist-Vergleich des erreichten Zustands dar. Dargestellte Parameter und Werte werden jedes Jahr aktualisiert. Für das Barometer 2016 sind folgende Größen dargestellt:

• Die volatilen erneuerbaren Energieerzeuger Windenergie und Photovoltaik sorgen in Zukunft für den Großteil der Energiebereitstellung.
• Die flexibel einsetzbaren chemischen Energieträger des Sektors Bioenergie liefern wichtige Beiträge im Strom-, Wärme- und Verkehrssektor.
• Die thermischen Kraftwerke tragen zum Ausgleich der positiven Anteile der Residuallast bei. Dieser Kraftwerkspark muss zunehmend flexibler werden und am Ende der Entwicklung mit erneuerbar erzeugten Brennstoffen betrieben werden.
• Die Stromnetze sorgen für einen räumlichen Ausgleich der Residuallasten.
• Umwandlungseinheiten von Strom in chemische Energieträger, wie Wasserstoff oder Methan (Power-to-Gas) stellen aus aktueller Sicht die beste Lösung für eine langfristige Speicherung von Energie dar.
• Batteriespeicher erlauben eine kurzzeitige effiziente Speicherung von Strom.
• Im Wärmesektor kann der Primärenergieverbrauch im Niedertemperaturbereich durch Effizienzsteigerungen und den Einsatz von Wärmepumpen stark reduziert werden.
• Der Mobilitätssektor kann durch Elektrifizierung im Inlandsverkehr nahezu emissionsfrei werden.
• Bei der Investitionstätigkeit werden heutige und zukünftig erwartete Umsätze in ausgewählten Sektoren dargestellt.
• Die volkswirtschaftliche Bewertung vergleicht die notwendigen Investitionen in die Energiewende mit den erzielten eingesparten Brennstoffkosten.

Dieses Barometer wurde auf der Basis eines Zielszenarios mit 95 % CO2-Reduktion berechnet. Die Erstellung des Zielszenarios fand im Rahmen des Fraunhofer IEE (ehemals Fraunhofer IWES) Projekts »Sektorenübergreifende Energiewende – Robuste Strategien, kritische Weichenstellungen 2030« im Auftrag der Agora Energiewende statt. [1, 2]

[1]    Interaktion EE-Strom, Wärme und Verkehr, Fraunhofer IEE (ehemals Fraunhofer IWES) u. Fraunhofer IBP
[2]    Adoption of the Paris Agreement. Proposal by the President, United Nations

Das Barometer der Energiewende beschreibt das Transformationsgeschehen in verschiedenen Dimensionen und stellt einen Soll-Ist-Vergleich des erreichten Zustands dar.

Für folgende Aktionsfelder sind Zielgrößen, Ausbauraten und andere Kenngrößen dargestellt:

• Windenergie
• Photovoltaik
• Ausgleichskraftwerke
• Energetische Biomassenutzung
• Power-To-Gas
• Wärmesektor
• Mobilitätssektor
• Investitionstätigkeit
• Volkswirtschaftliche Bewertung

Der Betrachtungszeitraum des Barometers erstreckt sich von 2011 (Start der Energiewende mit dem Reaktorunglück von Fukushima) bis 2051, also 40 Jahre. Die in den Grafiken dargestellten Balken sind als »Füllstandsanzeiger« zu interpretieren, die eine relative Zielerreichung an einem von uns gesetzten 100 Prozent-Wert der jeweiligen Größe messen.

Die Zeitangaben längs des Balkens stellen also keine lineare Zeitskala dar, denn der Fortschritt des Füllstandes kann durchaus Unterbrechungen aufweisen.