Sektor Deep Dive

Gesamtsystem

Um Klimaneutralität in Deutschland in 2045 zu erreichen, müssen die Treibhausgasemissionen so weit reduziert werden, dass ein Gleichgewicht zwischen den Restemissionen und deren Senken, z.B. Kohlenstoffaufnahme durch Wälder und Böden, entsteht. Es muss das sogenannte Ziel der “Netto-Null”-Emissionen erreicht werden.

In 2020 waren fast 90% der Treibhausgasemissionen Deutschlands CO₂-Emissionen. Weil die übrigen 10% - zumeist Methan und Lachgas aus der Landwirtschaft - besonders schwer zu vermeiden sind, muss Deutschland bereits einige Jahre vor Erreichen der Klimaneutralität annähernd CO₂-neutral werden. Das ist gleichbedeutend mit dem nahezu vollständigen Ausstieg aus der Nutzung fossiler Energieträger, da die Möglichkeiten zur Entnahme und Speicherung von CO₂ in Deutschland stark begrenzt sind.

Kernstrategien zur Reduzierung der CO₂-Emissionen sind (1) die Dekarbonisierung des Stromsystems, (2) der effiziente Einsatz von Energie, (3) die Elektrifizierung der Endnutzung und (4) die Umstellung auf CO₂-freie Brennstoffe.

Ziel ist daher ein umfassender und auch schneller Umbau des gesamten deutschen Energiesystems: Bis 2030 ist laut Klimaschutzgesetz bereits eine Reduktion der Treibhausgas-Emissionen um mindestens 65% gegenüber 1990 notwendig, bis 2040 um 88%.

1 Ind.
1 Ind.
3 Ind.
3 Ind.
Rückschritt
viel zu langsam
zu langsam
erfolgreich

Gesamte jährliche Treibhausgasemissionen

65% zu langsam im Vergleich zum Szenario Technologiemix
Sondereffekt
Energiekrise

Gesamte jährliche in Deutschland verursachte Treibhausgasemissionen; zum größten Teil sind das energiebedingte CO₂-Emissionen, die bei der Umwandlung von fossilen Energieträgern - vor allem in Strom und Wärme - und bei der stofflichen Nutzung in industriellen Prozessen entstehen.

Der überwiegende Teil der Treibhausgasemissionen in Deutschland sind CO₂-Emissionen, wovon der größte Teil bei der Umwandlung fossiler Energieträger in elektrische oder thermische Energie (Strom oder Wärme) und in industriellen Prozessen freigesetzt wird (zusammen 88% der THG-Emissionen in 2020). Für knapp 35% dieser energie- und prozessbedingten CO₂-Emissionen ist in Deutschland die Energiewirtschaft verantwortlich, gefolgt von der Industrie und dem Verkehrssektor mit jeweils über 20%, den privaten Haushalten (15%), dem Gewerbe (5%) und der Landwirtschaft (1%) (in 2020; UBA 2023).

Zentrale Punkte

  1. Der deutliche und schnelle Rückgang der CO₂-Emissionen ist essentiell für das Erreichen der Klimaziele 2030 und der Klimaneutralität 2045.
  2. Das Tempo bei CO₂-Einsparungen muss sich etwa verdoppeln, damit Deutschland die Klimaziele 2030 einhält.
  3. Notwendig ist dazu eine Beschleunigung beim Ausbau Erneuerbarer Energien (z.B. Solar- und Windenergieanlagen), beim Hochlauf von Technologien zur direkten Nutzung des erneuerbaren Stroms (z.B. Wärmepumpen und E-Autos) und beim Ausstieg aus fossilen Energien (z.B. durch Abbau von Öl- und Gasheizungen oder Verbrenner-Pkw).

Anteil der Erneuerbaren am Endenergiebedarf

82% zu langsam im Vergleich zum Szenario Technologiemix

Der Anteil der Erneuerbaren Energien am gesamten Endenergiebedarf ergibt sich insbesondere aus erneuerbar erzeugtem Strom und erneuerbar erzeugter Fernwärme, aber auch aus direkt eingesetzter Bioenergie, Solarthermie, grünem Wasserstoff und E-fuels.

Der Anteil, den Erneuerbare Energien am Endenergieverbrauch in Deutschland haben, steigt seit 1990 (gut 1%) bis heute stetig an. Das Ziel der Bundesregierung, den Anteil bis 2020 auf mindestens 18% zu steigern, wurde erreicht.

Zentrale Punkte

  1. Seit 1990 ist der Anteil der Erneuerbaren an der Endenergie, vor allem durch den Ausbau von Windenergie und PV im Stromsektor, stetig auf heute gut 20% gestiegen.
  2. Der Trend der letzten Jahre reicht nicht aus, um den laut Ariadne-Zielpfaden notwendigen Anteil von etwa 40% in 2030 zu erreichen. Auch das gesteckte Ziel der Bundesregierung von 30% in 2030 würde verfehlt.
  3. Schlüssel zum Erfolg ist der beschleunigte Ausbau der Erneuerbaren in der Stromerzeugung gemeinsam mit dem Ausbau der Elektromobilität und der Nutzung von Wärmepumpen.

Anteil von Strom am Endenergiebedarf

5,7% viel zu langsam im Vergleich zum Szenario Technologiemix

Anteil von Strom als Energieträger am gesamten Endenergiebedarf in Deutschland, z.B. für Beleuchtung und elektrische Geräte, den Betrieb von Wärmepumpen oder zum Laden von E-Autos in den Endnutzungssektoren Verkehr, Industrie, Gewerbe und private Haushalte.

Der Weg zur Klimaneutralität führt größtenteils über den Umstieg von fossilen Energieträgern auf die direkte Nutzung von Strom und die gleichzeitige Dekarbonisierung der Stromerzeugung. Nachdem der Anteil von Strom am Endenergieverbrauch in Deutschland seit 1990 zunächst leicht gestiegen ist und 2004 das erste Mal 20% erreichte, stagniert die Entwicklung seither. Tatsächlich wäre für die erfolgreiche Transformation in allen Ariadne-Zielpfaden ein Anstieg des Stromanteils auf mindestens 30% bis 2030 notwendig.

Zentrale Punkte

  1. Zusammen mit der Dekarbonisierung der Stromerzeugung ist die verstärkte Nutzung von Elektrizität wesentlicher Bestandteil der Energiewende.
  2. Laut Zielpfaden ist ein Anstieg des Stromanteils an der Endenergie auf mindestens 30% bis 2030 notwendig, wogegen der tatsächliche Anteil seit über 15 Jahren bei gut 20% stagniert.
  3. Treiber der Elektrifizierung sollten bis 2030 die Elektromobilität und die wachsende Nutzung von Wärmepumpen sein, danach folgt die Umstellung von Produktionsprozessen in der Industrie.

Jährlicher Endenergiebedarf

128% erfolgreich im Vergleich zum Szenario Technologiemix

Jährlicher Energiebedarf in den Endnutzungssektoren, vor allem im Verkehr, in der Industrie, im Gewerbe und in den privaten Haushalten. Der Primärenergieeinsatz im Sektor Energiewirtschaft gehört nicht dazu.

Neben dem Umstieg auf Erneuerbare Energien ist der effizientere Einsatz von Energie ein wesentlicher Schritt zur Erreichung der Klimaneutralität. Der Endenergiebedarf insgesamt kann dabei einen Hinweis geben, ob Effizienzgewinne erreicht werden.

Zentrale Punkte

  1. Neben dem Umstieg auf Erneuerbare lassen sich CO₂-Einsparungen durch einen effizienteren Energieeinsatz erreichen.
  2. Ein deutlicher Rückgang des Endenergiebedarfs - der auf Effizienzgewinne schließen ließe - ist seit 1990 in Deutschland nicht erkennbar.
  3. Bis 2030 können notwendige Effizienzgewinne insbesondere im Gebäudesektor durch den Umstieg auf Wärmepumpen sowie Sanierung und im Verkehrssektor durch den Ausbau der Elektromobilität erzielt werden.

Jährlicher Primärenergiebedarf von Erdgas

749% erfolgreich im Vergleich zum Szenario Technologiemix
Sondereffekt
Energiekrise

Jährlicher Bedarf an Erdgas als Primärenergieträger in Deutschland, vor allem zur Stromerzeugung und zur Bereitstellung von Wärme, aber auch zur direkten Nutzung in industriellen Prozessen.

Im Gegensatz zu anderen konventionellen Primärenergieträgern, insbesondere Kohle und Mineralöl, ist der Bedarf an Erdgas von 2015 bis 2021 nicht rückläufig, sondern steigend. Während der Ausstieg aus der Kohlenutzung schrittweise bis spätestens 2038 gesetzlich geregelt ist, ist Erdgas noch der bevorzugte Energieträger zum Heizen und wird in großem Maße zur Erzeugung von Wärme in der Industrie eingesetzt. Auch gilt Erdgas als “Brücke” hin zu CO₂-neutralen, auf grünem Wasserstoff basierenden Verfahren. Nichtsdestotrotz ist die Klimaneutralität nur mit einem Ausstieg auch aus der Erdgasnutzung zu erreichen.

Zentrale Punkte

  1. Klimaneutralität erfordert auch den Ausstieg aus der Nutzung von Erdgas.
  2. Erstmals in der Energiekrise im Jahr 2022 war ein Rückgang des Erdgasbedarfs zu beobachten - die Nachhaltigkeit dieses Effekts ist abzuwarten.
  3. Zur Zielerreichung müssen vor allem Gasheizungen durch klimafreundlichere Heizsysteme, wie z.B. die Wärmepumpe, ersetzt und die industrielle Nutzung für Prozesswärme reduziert werden.

Jährlicher Primärenergiebedarf von Braun- und Steinkohle

−16% Rückschritt im Vergleich zum Szenario Technologiemix
Sondereffekt
Energiekrise

Jährlicher Primärenergiebedarf der Energieträger Braun- und Steinkohle in Deutschland, z.B. als Rohstoff in der Industrie oder zur Stromerzeugung in Kraftwerken.

Braunkohle wird in Deutschland fast ausschließlich zur Stromerzeugung eingesetzt, bei der Steinkohle lag der Anteil im Jahr 2018 bei etwa 60%. Die restliche Steinkohle wird zum größten Teil in der Stahlproduktion verwendet.

Zentrale Punkte

  1. Der Einsatz von Kohle zur Stromerzeugung ist seit Jahren rückläufig.
  2. Mit dem weiteren Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung und dem weitergehenden Ausstieg aus der Kohleverstromung dürfte sich diese Entwicklung fortsetzen.
  3. Mittel- bis langfristig muss zusätzlich die Stahlherstellung von koks- bzw. kohlebasierten Prozessen auf wasserstoffbasierte Direktreduktionsverfahren umgestellt werden.

Jährlicher Primärenergiebedarf von Mineralöl

123% erfolgreich im Vergleich zum Szenario Technologiemix
Sondereffekt
Pandemie

Jährlicher Primärenergiebedarf an Mineralöl, insbesondere zur Herstellung von Kraftstoffen, zur Nutzung als Heizöl und in der Petrochemie.

Gemessen am Verbrauch in 2018 sind die wichtigsten Mineralölprodukte in Deutschland die im Verkehr genutzten Diesel- und Ottokraftstoffe, gefolgt von Rohbenzin in der Petrochemie, leichtem Heizöl für die Wärmeerzeugung, Kerosin als Flugzeugkraftstoff und industriell eingesetztem schweren Heizöl.

Zentrale Punkte

  1. Nach einem Rückgang des Mineralölbedarfs in den 1990er Jahren durch den Ersatz von Öl- durch Gasheizungen, stagniert der Verbrauch in den letzten Jahren.
  2. Laut Ariadne-Zielpfaden muss der Mineralölbedarf spätestens ab 2025 deutlich sinken, was in erster Linie durch den schnellen Hochlauf der Elektromobilität im Verkehr erreicht werden muss.

Jährlicher Primärenergiebedarf von fossilen Energieträgern

93% zu langsam im Vergleich zum Szenario Technologiemix
Sondereffekte
EnergiekrisePandemie

Jährlicher Bedarf an fossilen Energieträgern in Deutschland, also Erdgas, Braun-, Steinkohle und Mineralöl.

Zum Erreichen der Klimaneutralität in 2045, muss bereits einige Jahre vorher die Emission von CO₂ fast vollständig gestoppt werden, da Möglichkeiten zur Entnahme und Speicherung von CO₂ in Deutschland stark begrenzt sind. Das ist aufgrund der CO₂-Emissionen, die insbesondere bei der Umwandlung fossiler Energie in Strom, Wärme und Kraftstoffe entstehen, gleichbedeutend mit einem nahezu vollständigen Ausstieg aus den Fossilen.

Zentrale Punkte

  1. Das Erreichen der Klimaneutralität erfordert einen weitgehenden Ausstieg aus der Nutzung fossiler Energieträger.
  2. Seit 1990 sinkt der Einsatz Fossiler in Deutschland, basierend auf den Ariadne-Szenarien muss sich der Trend bis 2030 verstärkt fortsetzen.
  3. Der Ausbau der Elektromobilität und der Hochlauf der Wärmepumpe sind dazu in den kommenden Jahren die Mittel der Wahl.