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DIW-Studie: Verbrauchsnahe Anlagen senken Kosten der Energiewende

© Reginal/Pixabay

| Kira Crome |

Dezentralität macht weniger Netzausbau nötig, sagen Wissenschaftler des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung und der Technischen Universität Berlin. Ihre gemeinsame Studie zeigt, dass mehr verbrauchsnahe Stromerzeugungsanlagen weniger neue Stromleitungen erfordern. Das könnte viele Kosten sparen.

Zuletzt lief der Ausbau erneuerbarer Energien eher schleppend. Mit den neuen Klimazielen wächst jedoch der Handlungsdruck. Damit der Umbau des Energiesystems gelingt, will die Energiebranche das Tempo anziehen – und setzt auf den Ausbau der Photovoltaik. Bis zum Jahr 2030 sollte das Ausbauziel für die Photovoltaik von 100 auf mindestens 150 Gigawatt installierte Leistung angehoben werden, schlägt der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) vor. Um die Energiewende mit einem Solar-Boom zu beflügeln, müssten jedes Jahr 10 Gigawatt Solarstromerzeugung hinzukommen. Eine solche Zubaurate sei „ein absolutes Novum“, sagt Kerstin Andreae, Vorsitzende der Hauptgeschäftsführung. „Aber auch mit oder gerade wegen dieses hochambitionierten Ziels ist es entscheidend, dass der Zubau strukturiert und systemverträglich erfolgt.“ Wie der Zubau von einfachen Dachanlagen bis zu innovativen Agri-PV-Freiflächenanlagen oder schwimmenden PV-Anlagen auf Seen zu einem gesamtgesellschaftlichen Projekt werden kann, stellt der Verband in einem Strategiepapier vor.

Wie teuer wird der Umbau zu einer verbrauchernahen Erzeugung?
Was der Umbau zu einem zunehmend dezentral organisierten Energiesystem aus ökonomischer Sicht bedeutet, haben das Deutsche Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) und die TU Berlin in einer kürzlich vorgelegten Studie beleuchtet. Ein viel diskutierter Knackpunkt bei der Frage der Kosten für die Energiewende ist der Ausbau der Stromnetze. Die DIW-Studie widmet sich der Frage, wie viel Netzausbau bei unterschiedlichen Graden an Dezentralität von verbrauchsnahen Erzeugungsanlagen nötig ist. Dafür haben die Wissenschaftler verschiedene Szenarien miteinander verglichen, in denen der gesamte Energiebedarf an Strom, Wärme und Mobilität in Deutschland vollständig aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt wird. Und das, ohne außer-europäische Energieimporte und auch ohne die Einfuhr von Wasserstoff. Die Szenarien unterschieden sich hinsichtlich der Zubaumengen an erneuerbaren Energien, der regionalen Ausgestaltung und der dafür notwendigen Netzausbaukosten.

Das Ergebnis der vergleichenden Modellrechnungen: Werden die Kosten für den Ausbau der Netzinfrastruktur in der Gesamtrechnung berücksichtigt, führt das zu einem erheblichen Rückgang des Netzausbaubedarfs. „Dadurch würde die dezentrale Energiewende gestärkt, was wiederum förderlich für die gesellschaftliche Akzeptanz der Energiewende wäre“, erklärt Mit-Autor Christian von Hirschhausen, Forschungsdirektor am DIW und Professor für Infrastrukturpolitik an der TU Berlin. Der Netzbau sei letztlich eine von mehreren Flexibilitätsoptionen für die Energiewende. Bei der Systemplanung würden aber die Kosten derzeit vernachlässigt. „Leider werden die Netzinfrastrukturkosten bei der Szenarienplanung der Bundesnetzagentur nicht hinreichend berücksichtigt. So lässt Deutschland ein nicht unerhebliches Potenzial zur Reduktion der Systemkosten unerschlossen“, so die Kritik der Wissenschaftler.

Verbrauchsnahe Erzeugung braucht weniger neue Stromleitungen
Wird das Stromnetz trotzdem ausgebaut, wie es derzeit die Bundesregierung vorhat, werde dies die Energiewende erheblich verteuern. Letztlich würden so Monopolindustrien begünstigt. Der Netzausbau mache Investitionen in Offshore-Windparks attraktiver, die anders als PV-Anlagen auf Dächern und Batteriespeicher kaum eine breite gesellschaftliche Teilhabe ermöglichen.

Neben der systematischen Berücksichtigung von Netzinfrastrukturkosten haben die Studienautoren ein Szenario entwickelt, in dem Erneuerbare-Energien-Anlagen soweit als möglich verbrauchsnah zugebaut werden. Verglichen mit der derzeitigen Praxis zeige sich, „dass ein verbrauchsnaher Zubau den Netzausbau deutlich verringern kann“, sagt Claudia Kemfert, Leiterin der Abteilung Energie, Verkehr, Umwelt am DIW. Das habe zudem Auswirkungen auf die Erzeugungsstruktur: „Wir bräuchten mehr Photovoltaik-Anlagen und etwas mehr Batteriespeicher, dafür weniger Windanlagen auf hoher See.“

Energiewende ist nicht vom Netzausbau abhängig
Ein entscheidender Faktor in den Modellrechnungen der DIW-Studie sind Energieeinsparungen. Würde der Strombedarf in einem Vollversorgungszenario durch erneuerbare Energien von 1.200 Terawattstunden auf etwa die Hälfte – also etwas mehr als dem heutigen Stromverbrauch – gesenkt, müsste erheblich weniger in neue Erzeugungs- und Speichertechnologien investiert werden. Unter anderem werden deutlich weniger Photovoltaik-Anlagen, Wasserstoff-Turbinen und Elektrolyseure zur Erzeugung von Wasserstoff benötigt. Die Energiewende bräuchte weniger Investitionen in Windparks auf See und in den Netzausbau – und würde dadurch billiger und bürgernaher.

Die Studie wurde in Kooperation mit der 100 prozent erneuerbar stiftung durchgeführt und vom Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) sowie dem Bündnis Bürgerenergie begleitet. Gearbeitet wurde mit einem Energiesystemmodell, das für eine gegebene Energienachfrage einen kostenminimalen Erzeugungsmix ermittelt. Darin fließen Daten für die Stromversorgung in stündlicher, für die Wärmeversorgung in vierstündiger Auflösung ein. Daten für den Verkehrs- und Gassektor werden in täglicher Auflösung eingespeist. Das Energiesystemmodell berücksichtigt neben der konventionellen Stromnachfrage sämtliche Aspekte der Sektorenkopplung, unter anderem durch zusätzliche Energienachfrage aus den Industrie- und Gebäudesektoren als auch aus der Mobilität. Dadurch können sowohl Effizienzgewinne als auch das Flexibilitätspotential durch die Elektrifizierung abgebildet werden und erlauben eine integrierte Betrachtung. Darüber hinaus beinhaltet das Modell eine stilisierte Betrachtung des deutschen Höchstspannungsnetzes, das zudem in den europäischen Kontext eingebunden ist.