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Technologien für die Energiewende

Technologien für die Energiewende

Foto: Adobe Stock / © Soonthorn

Technologieoffenheit ist bei großen Transformationsprojekten wie dem Umbau unseres Energiesystems grundsätzlich von Vorteil, um frühe, möglicherweise falsche Festlegungen zu vermeiden. Sie kann aber dazu führen, dass aus einer abwartenden Haltung heraus notwendige Investitionen verzögert werden. Einige Technologien sind aus Sicht der Forschung unverzichtbar, um die Klimaziele 2030 und 2050 zu erreichen. Zu solchen „No-regret“-Maßnahmen werden die Stärkung von Windkraft und Photovoltaik, der Netzausbau sowie der Ausbau von Elektromobilität, Wärmepumpen- und Wasserstofftechnologien gezählt.

Eine statische optimale Lösung gibt es aufgrund des sich stetig wandelnden technologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Umfelds nicht. Deswegen und auch angesichts der langen Zeitskalen, die für die Implementierung von Technologien auf der Größenskala des Energiesystems erforderlich sind, muss dieser Umbau entlang der großen, offensichtlichen Entwicklungslinien jetzt konsequent begonnen werden. Eine Reihe technologischer Notwendigkeiten ist offenkundig, die „No-regret“-Maßnahmen im Einzelnen:

Erneuerbare Energien

Wenn Energie ohne wesentliche CO2-Emissionen erzeugt werden soll, dann muss die Nutzung fossiler Energieträger eingestellt werden. Großskalig einsetzbare und ausbaubare Alternativen mit einem ausreichenden technologischen Reifegrad sind derzeit Photovoltaik und Windenergie. Bioenergie, Geothermie und Wasserkraft sind in ihren Potenzialen eng begrenzt. In einigen europäischen Staaten wird auf Kernenergie als CO2-arme Energietechnologie gesetzt, deren Wirtschaftlichkeit aber auch dort in Frage steht. In Deutschland und vielen anderen europäischen Staaten ist eine Grundentscheidung gegen die Nutzung von Kernenergie gefallen. Der Ausbau von Photovoltaik und Windenergie sollte daher mit Nachdruck weiter vorangetrieben werden. Die bereitgestellte Energie wird in Zukunft in jedem Fall benötigt werden, es handelt sich um „No-regret“-Investitionen.

Netzausbau

Der erneuerbare Strom muss möglichst ohne Engpässe transportiert und verteilt werden. Dafür braucht es leistungsfähige Übertragungs- und Verteilnetze, ausgestattet mit Speicher- und anderen Flexibilitätselementen, die der fluktuierenden Natur der regenerativen Technologien Rechnung tragen. Ein konsequenter und schneller Netzausbau hat daher „No-regret“-Charakter.

Sektorkopplung

In den meisten Sektoren wird erneuerbarer Strom immer mehr zur Hauptquelle der Energieversorgung. Im Sinne der Sektorkopplung sind daher auch der weitere Ausbau von elektrischen Anwendungen, wie vor allem Wärmepumpen für die Wärmeversorgung und die Elektromobilität inklusive der hierfür erforderlichen Infrastruktur, „No-regret“-Maßnahmen.

Grüner Wasserstoff

 Die für Europa benötigte Energie allein durch Photovoltaik und Windenergie in Europa bereitzustellen ist schwierig. Energieimporte werden daher weiterhin erforderlich sein. Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitungen zum Beispiel aus den Staaten des Nahen Ostens und Nordafrikas (MENA-Region) nach Europa sind eine Option. Die politischen Abstimmungsprozesse sind allerdings komplex und erschweren eine zügige Umsetzung. Wasserstoff könnte in den nächsten Jahrzehnten in den MENA-Staaten über Sonne und Wind relativ kostengünstig hergestellt werden. Pilotanlagen sollten bereits jetzt realisiert werden, da Wasserstoff als erster Grundstoff in der Kette von elektrischer Energie zu stofflichen Energieträgern eine wesentliche Rolle in zukünftigen Energiesystemen spielen muss: Wasserstoff kann vielseitig genutzt werden (zum Beispiel in der Stahlindustrie und als Chemierohstoff), so dass derartige Investitionen „No-regret“-Charakter haben.

Das gleiche gilt für Demonstrationsanlagen zur Weiterverarbeitung von Wasserstoff zu Transportformen, sei es über Ammoniak, flüssige organische Wasserstoffträger oder über Anlagen zur Herstellung von Flüssigkeiten durch Hydrierung von CO2. „Grüne“ Kraftstoffe werden als Alternative zu fossilen Treibstoffen zum Beispiel für Flugzeuge und Schiffe in Zukunft benötigt und sind daher ebenfalls „No-regret“-Entwicklungen.

Energieffizienz

Investitionen in die Energieeffizienz können sehr vielseitig sein. Sie reduzieren die Energienachfrage insgesamt und sind, bei einem angemessenen Aufwand-Wirkung-Verhältnis, „No-regret“-Investitionen. Je weniger Energie verbraucht wird, desto weniger Windenergieanlagen, Stromleitungen und Speicher werden benötigt und desto geringer sind die damit einhergehenden Belastungen.

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