Sektor Deep Dive

Energiewirtschaft

Die Energiewirtschaft umfasst die Energiegewinnung, die Energieumwandlung und die Bereitstellung von Energie zur Endnutzung. Dazu zählt beispielsweise die Förderung fossiler Energieträger wie Braunkohle oder Erdgas, die Stromerzeugung in Kohle- und Gaskraftwerken, ebenso die Gewinnung von Strom aus erneuerbarer Energie, aber auch die Herstellung von Kraftstoffen in Raffinerien oder die Verteilung von Energie in Erdgas- und Fernwärmenetzen. In Zukunft werden Prozesse, wie die Elektrolyse von Wasserstoff oder die Herstellung anderer synthetischer CO₂-freier Kraftstoffe, relevant werden.

Die Transformation der Energiewirtschaft ist für die Energiewende höchst relevant, da sie etwa ein Drittel der deutschen THG-Emissionen ausmacht, wobei der größte Teil bei der Verstromung von Braun- und Steinkohle, Erdgas und Öl entsteht. Des Weiteren findet ein großer Teil der Dekarbonisierung der anderen Sektoren durch Elektrifizierung statt, was eine weitgehend erneuerbare Stromerzeugung voraussetzt.

Wesentliche Strategie zur Emissionsminderung sind der Ausstieg aus der Kohleverstromung, der Ausbau der Windenergie und der Photovoltaik und schließlich die Umstellung notwendiger verbleibender Gaskraftwerke auf die Verbrennung von grünem Wasserstoff. Parallel muss die Energieinfrastruktur den steigenden Bedarfen nach Dezentralität und der Speicherung von elektrischer Energie angepasst werden.

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erfolgreich

Jährliche THG-Emissionen der Energiewirtschaft

117% erfolgreich im Vergleich zum Szenario Technologiemix

Jährliche THG-Emissionen, die in der Energiewirtschaft etwa durch Umwandlung von Energieträgern in Strom und Wärme, aber auch durch die Förderung von Energieträgern oder die Herstellung von Kraftstoffen in Raffinerien entstehen.

Die THG-Emissionen der Energiewirtschaft sind stark von der fossilen Stromerzeugung dominiert, außerdem von der Wärmeerzeugung und der Kraftstoffherstellung in Raffinerien. Aufgrund des steigenden CO₂-Preises im europäischen Emissionshandel und dem (teils) daraus folgenden Rückgang der Kohleverstromung sind in 2015-20 auch die Emissionen deutlich gesunken. In 2020 haben dazu auch eine geringere Stromnachfrage als Folge der Corona-Pandemie und eine wetterbedingt höhere Stromerzeugung aus Windenergie beigetragen.

Zentrale Punkte

  1. In 2015-2020 sind die THG-Emissionen der Energiewirtschaft vor allem aufgrund der geringeren Kohleverstromung gesunken; 2021 und 2022 zeigen einen erneuten Anstieg, der aber durch kurzfristige Sondereffekte erklärt ist.
  2. Durch den Ersatz von fossilen Kraftwerken durch Wind und PV sind in der Energiewirtschaft THG-Einsparungen vergleichsweise leicht zu erzielen
  3. Die erfolgreiche Defossilisierung der Stromerzeugung ist besonders relevant für die klimaneutrale Elektrifizierung der Industrie, des Verkehrs und der Gebäudewärme.

CO₂-Emissionen pro erzeugter Einheit Strom

22% viel zu langsam im Vergleich zum Szenario Technologiemix

CO₂-Emissionen, die in der Energiewirtschaft bezogen auf die Netto-Stromerzeugung (abzüglich Eigenverbrauch der Kraftwerke) entstehen.

Klimaschutzszenarien zeigen übereinstimmend, dass Strom der Energieträger ist, der am schnellsten und am einfachsten dekarbonisiert werden kann. Dies zeigt sich anhand der CO₂-Intensität der Stromerzeugung: Diese sinkt in den Zielszenarien bereits bis zum Jahr 2030 auf 50-80 gCO₂/kWh, im Vergleich zu 330-370 gCO₂/kWh in den Jahren 2019-21.

Zentrale Punkte

  1. Klimaschutzszenarien zeigen übereinstimmend, dass Strom der Energieträger ist, der am schnellsten und am einfachsten dekarbonisiert werden kann.
  2. Seit 2015 ist die CO₂-Intensität der Stromerzeugung jährlich um etwa 20 gCO₂/kWh gesunken, was der notwendigen Dekarbonisierung in den Ariadne-Zielszenarien entspricht.
  3. Wesentlich für die Zielerreichung sind der schnelle Kohleausstieg und der beschleunigte Erneuerbaren-Ausbau.

Installierte Netto-Leistung von Windenergieanlagen auf See

32% viel zu langsam im Vergleich zum Szenario Technologiemix

Installierte elektrische Leistung von Windenergieanlagen auf See, bereinigt um den Eigenverbrauch (Netto-Leistung).

Der schnelle Ausbau der installierten Leistung Erneuerbarer Energien wirkt unmittelbar reduzierend auf die Emissionsintensität der Stromerzeugung und - mit zunehmender Elektrifizierung anderer Sektoren - auch auf die Transformation außerhalb der Energiewirtschaft.

Zentrale Punkte

  1. Nachdem in den Jahren 2016-19 jährlich etwa 1 GW zusätzliche Windenergie auf See ans Netz gegangen ist, ging der Ausbau in den Jahren 2020-22 deutlich auf knapp 350 MW in 2022 zurück.
  2. Zur Erreichung des 2030-Ziels laut WindSeeG 2023 müsste sich die Ausbaugeschwindigkeit im Vergleich zu 2020-22 daher mehr als verzehnfachen.
  3. Die Ariadne-Zielszenarien weisen für 2030 einen Korridor von 25-30 GW auf, wobei das 2030er Ziel von 30 GW nur im Zielpfad Fokus Strom (knapp) erreicht wird.

Installierte Netto-Leistung von Windenergieanlagen an Land

41% viel zu langsam im Vergleich zum Szenario Technologiemix

Installierte elektrische Leistung von Windenergieanlagen an Land, bereinigt um den Eigenverbrauch (Netto-Leistung).

Der schnelle Ausbau der installierten Leistung Erneuerbarer Energien wirkt unmittelbar reduzierend auf die Emissionsintensität der Stromerzeugung und - mit zunehmender Elektrifizierung anderer Sektoren - auch auf die Transformation außerhalb der Energiewirtschaft.

Zentrale Punkte

  1. Zur Erreichung des 2030er Ziels von 115 GW installierter Leistung von Windenergieanlagen an Land müsste sich die Ausbaugeschwindigkeit im Vergleich zum Mittel der Jahre 2020-22 mehr als vervierfachen.
  2. Die Bedingungen für den Ausbau der Windenergie sind mit dem Osterpaket verbessert worden.
  3. Die kommenden Jahre werden zeigen, ob die Maßnahmen ausreichen, um die nötige Geschwindigkeit zu erreichen.

Installierte Netto-Leistung von Photovoltaik

86% zu langsam im Vergleich zum Szenario Technologiemix

Installierte elektrische Leistung von Frei- und Dachflächen-Photovoltaik, bereinigt um den Eigenverbrauch (Netto-Leistung).

Der schnelle Ausbau der installierten Leistung Erneuerbarer Energien wirkt unmittelbar reduzierend auf die Emissionsintensität der Stromerzeugung und - mit zunehmender Elektrifizierung anderer Sektoren - auch auf die Transformation außerhalb der Energiewirtschaft.

Zentrale Punkte

  1. Bei einer weiteren Steigerung der Ausbaugeschwindigkeit von Photovoltaik um 40% (gegenüber den ersten 8 Monaten in 2023) scheint das 2030er Ziel erreichbar.
  2. Die Bedingungen für den Ausbau von Dach- und Freiflächen-PV wurden mit dem Osterpaket verbessert.
  3. Die kommenden Jahre werden zeigen, ob die Maßnahmen ausreichen, um die nötige Geschwindigkeit zu erreichen.

Anteil des erneuerbar erzeugten Stroms an der Nettostromerzeugung

75% zu langsam im Vergleich zum Szenario Technologiemix

Anteil des erneuerbar erzeugten Stroms (aus Wind, Wasser, Biomasse, mittels Photovoltaik und Geothermie) an der gesamten Nettostromerzeugung.

Die Steigerung des Anteils der Erneuerbaren an der Stromerzeugung ist der wichtigste Treiber der Dekarbonisierung der Energiewirtschaft. Der positive Trend seit 2015 ist in erster Linie durch den Ausbau der installierten Leistung von Windenergieanlagen und Photovoltaik begründet.

Zentrale Punkte

  1. Die Steigerung des Anteils der Erneuerbaren an der Stromerzeugung ist der wichtigste Treiber der Dekarbonisierung der Energiewirtschaft.
  2. Gemäß Ariadne-Zielszenarien haben die Erneuerbaren in 2030 einen Anteil von 73-84% an der Stromerzeugung.
  3. Das Ausbautempo bei den Erneuerbaren muss deutlich gesteigert werden, um die politischen Ziele bzw. den Zielkorridor laut Ariadne-Szenarien in 2030 zu erreichen.

Jährliche Netto-Stromerzeugung aus Kohle-, Gas- und Ölkraftwerken

160% erfolgreich im Vergleich zum Szenario Technologiemix

Jährliche Netto-Stromerzeugung (abzüglich des Eigenverbrauchs der Kraftwerke) aus Braunkohle-, Steinkohle-, Gas- und Ölkraftwerken.

Die CO₂-Emissionen aus der Energiewirtschaft sind maßgeblich durch die Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen - Stein- und Braunkohle, Erdgas und Öl - bestimmt. Parallel zum Ausbau der Erneuerbaren muss daher auch der Ausstieg aus der fossilen Stromerzeugung schnell vorangetrieben werden.

Zentrale Punkte

  1. Die CO₂-Emissionen der Energiewirtschaft sind maßgeblich durch die Verstromung fossiler Energieträger bestimmt.
  2. Der seit 2017 zu beobachtende Rückgang, insbesondere der Kohleverstromung, muss sich daher parallel mit dem beschleunigten Ausbau der Erneuerbaren fortsetzen.
  3. Wesentliches Politikinstrument dazu ist die Bepreisung von CO₂-Emissionen im EU ETS.

Elektrische Leistungsaufnahme installierter und geplanter Elektrolyseure

14% viel zu langsam im Vergleich zum Szenario Technologiemix

Elektrische Leistungsaufnahme aller installierten und geplanten Elektrolyseure zur Herstellung von Wasserstoff.

Die Verfügbarkeit von erneuerbar erzeugtem (klimaneutralem, grünem) Wasserstoff ist eine entscheidende Säule der Energiewende zur Klimaneutralität. Der Einsatz wird dort notwendig werden, wo die Dekarbonisierung nicht durch Elektrifizierung erreicht werden kann (z.B. als Grundstoff und Wärmequelle für viele Industrieprozesse), und in der Energiewirtschaft in Zeiten niedriger Stromerzeugung aus Erneuerbaren.

Zentrale Punkte

  1. Der Einsatz von Wasserstoff wird insbesondere in Industrieprozessen, in der Energiewirtschaft in Zeiten niedriger Erzeugung aus Erneuerbaren und als Speicher für erneuerbaren Strom notwendig werden.
  2. Über die bis 2030 realisierbaren Kapazitäten der H2-Elektrolyse in Deutschland besteht erhebliche Unsicherheit.
  3. Das Ziel der Bundesregierung von 10 GWel bis 2030 erfordert einen massiven Ausbau der heimischen Elektrolyse-Kapazität.