Ringen auf der Weltklimakonferenz in Glasgow die Nationen um Wege zur Treibhausgasneutralität, sehen Wissenschaftler am Forschungszentrum Jülich Licht am Ende des Tunnels. So lautet ihre Botschaft zu einer aktuellen Studie Anfang November 2021: „Die Analysen der Jülicher Systemforscher zeigen, dass es möglich ist, Treibhausgasneutralität bis 2045 zu realisieren, sowohl technisch als auch ökonomisch.“
Einfach werde dies jedoch nicht. „Gegenüber den bisherigen Minderungszielen stellen die neuen Ziele des Klimaschutzgesetzes eine Zäsur dar“, erklärt Prof. Detlef Stolten, Direktor des Jülicher Instituts für Techno-ökonomische Systemanalyse. „Sie erfordern eine Veränderungsdynamik, die sich grundlegend von der Entwicklung der vergangenen Jahre unterscheidet. Notwendig ist das unverzügliche Einleiten von Maßnahmen in allen Sektoren.“
Wie das im Detail aussehen kann, haben die Jülicher Systemforscher in monatelangen Berechnungen mittels speziell erstellter Computermodelle herausgearbeitet. In der Studie legten sie nun eine wissenschaftlich fundierte Analyse der nötigen Maßnahmen und Strategien, Erzeugungspfade und Wechselwirkungen vor. Dies reicht von regionalen Windkraft- und Photovoltaik-Ausbaumöglichkeiten bis hin zu zukünftigen internationalen Import- und Exportvernetzungen.
Grundpfeiler der Treibhausneutralität
Als Grundpfeiler gelten erneuerbare Energien, grüner Wasserstoff, Energieeinsparung und die CO2-Speicherung für Restemissionen. Fossile Energieträger müssen den Modellierungen der Jülicher Wissenschaftler zufolge so weit und so schnell wie möglich ersetzt werden. Dadurch werde sich der Stromverbrauch in den Sektoren Energie, Gebäude, Industrie und Verkehr von etwa 546 Milliarden kWh 2020 auf rund 1216 Milliarden kWh im Jahr 2045 mehr als verdoppeln.„Dies erfordert einen massiven Ausbau der Erneuerbaren Energien“, erklärt Stolten. „Die heutige Onshore-Windkraft-Kapazität muss vervierfacht werden. Im Vergleich zu heute werden zukünftige Anlagen größer sein. Daher muss dafür die insgesamt benötigte Anzahl nur leicht erhöht werden.“
Photovoltaik-Anlagen müssten in großem Maßstab ausgebaut werden. Um die PV-Kapazitäten im Jahr 2045 zu erreichen, sind laut Studie durchschnittliche Ausbauraten von ca. 15,8 Gigawatt pro Jahr notwendig. Im letzten Jahr kamen 4,9 Gigawatt neue PV-Leistung hinzu. Gelingt nur ein Ausbau im Umfang der maximalen Ausbauraten der letzten zehn Jahre, wirke sich das auf die zukünftige Wasserstoffversorgung aus. Insgesamt steigt der Wasserstoffbedarf im betreffenden Szenario dann um rund 120 TWh und der damit einhergehende H2-Importanteil von 47 Prozent auf 78 Prozent.
Zugleich stellt Wasserstoff in einigen Sektoren zwar eine Option unter vielen dar, ist aber für die Stahlherstellung und die chemische Industrie zwingend erforderlich. Beide Industriezweige sind derzeit zusammen für über 40 Prozent der industriellen CO2-Emissionen verantwortlich. Ebenso soll Energieeinsparung in allen Sektoren Importe gering halten und zur Treibhausgasneutralität beitragen. Immerhin ließe sich der Endenergieverbrauch durch Maßnahmen wie beispielsweise Dämmung, Wärmepumpen oder auch effizientere Haushaltsgeräte um knapp ein Drittel vermindern.
