Netze & Speicher

Broschüre: Sektorenkopplung in Nordrhein-Westfalen

Handlungsempfehlungen für NRW zu den Themen Netze und Speicher.

Handlungsempfehlungen für NRW

Plattform Sektorenkopplung

Unsere Projektdatenbank: Plattform Sektorenkopplung

/netze/das_verteilnetz__rueckgrat_der_energiewende
https://www.energieagentur.nrw/netzwerk/netze-und-speicher/broschueren-netze-speicher#ts
/solarenergie/rechnet_sich_photovoltaikanlage_und_gewerbespeicher
/netzwerk/netze-und-speicher/broschueren-netze-speicher#ts
/tool/sektorenkopplung

Information

Sektorenkopplung im Energiesystem der Zukunft 2050

Die Kopplung der energetischen Sektoren Strom, Wärme und Mobilität ist ein Schlüsselinstrument zur Erreichung der Klimaschutzziele bis 2050. Vor diesem Hintergrund hat die EnergieAgentur.NRW in Zusammenarbeit mit dem Beratungsunternehmen enervis energy advisors GmbH (enervis) untersuchen lassen, wie sich typische Sektorenkopplungstechniken bis 2050 entwickeln. Für die Modellierung, die den Energiemarkt bezüglich Nutzerverhalten hinsichtlich Investition und Energieverbrauch bis 2050 stundenscharf berechnet, wurden folgende Grundannahmen getroffen:

Bevölkerung: Bevölkerungsfortschreibung bis 2030 (Bertelsmannstiftung) bis 2050 (Destatis)
Brennstoffpreise: World Energy Outlook 2016 – „New Policies Scenario“
BIP: Energiereferenzprognose EWI et al.
Stromnachfrage: - 26% bis 2050 gegenüber 2016
Jährl. Sanierungsrate: 1% im Gebäudebereich
CO2-Ziele: - 80 bis 95% gegenüber 1990
Analysierte Techniken: Power to Gas (PtG), Wärmepumpe, Blockheizkraftwerke (BHKW), Elektroheizer, Brennstoffzellenheizung, Fernwärme, Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge

Auf dieser Basis wurde in einem Basisszenario untersucht, inwieweit Sektorenkopplungstechniken bei gleichbleibenden Rahmenbedingungen in den Markt kommen, und ob damit das CO2-Ziel von 80 bis 95% Minderung gegenüber 1990 erreicht wird.

Der Anteil an der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien steigt, getrieben durch politische Zielsetzungen, im Betrachtungszeitraum deutlich an. Die konventionelle Erzeugung sinkt zwar genauso deutlich, Stein- und Braunkohle halten sich aber während des gesamten Zeitraums im System.

Abbildung 1: Ezeugungsentwicklung in Deutschland. 
Quelle: enervis energy advisors GmbH
Abbildung 1: Ezeugungsentwicklung in Deutschland.
Quelle: enervis energy advisors GmbH

Der kleinteilig funktionierende Wärmesektor steht hingegen vor der Aufgabe, sowohl die benötigte Raum- als auch Prozesswärme bis 2050 komplett aus erneuerbaren Quellen zu decken. Dies bedingt einen Austausch der Ölheizungen, einen Brennstoffwechsel im Gasnetz zu erneuerbarem Gas bis hin zum Auslaufen der Kohlefeuerung in den Fernwärmesystemen. In der Modellierung wurden dazu der komplette Gebäudebestand hinsichtlich Nicht-Wohngebäuden, Mehrfamilienhäusern und Einfamilienhäusern sowie die Prozesswärme für GHD und Industrie kalkuliert. Generell haben gasbasierte Systeme einen deutlichen Kostenvorteil gerade gegenüber strombasierten Heizungen, wie aus folgender Grafik deutlich wird:

Abbildung 2: Heizsystem-Vollkosten (EFH).      
Quelle: enervis energy advisors GmbH
Abbildung 2: Heizsystem-Vollkosten (EFH).
Quelle: enervis energy advisors GmbH

Der Wärmemarkt in NRW zeichnet sich derzeit durch einen hohen Anteil gasbasierter Heizungssysteme aus. Rund 2,5 Millionen Gasheizungen stehen knapp 1,2 Millionen Ölheizungen, ca. 300.000 Fernwärmeanschlüssen, 200.000 Biomassesystemen und ungefähr 100.000 Wärmepumpen gegenüber.

Im Verkehrssektor wurden für die Modellierung PKW und LKW betrachtet. Der Schienen-, Schiffs- und Flugverkehr spielt für die Analyse keine Rolle. Es galt zu untersuchen, ob sich der durch Verbrennungsmotoren dominierte Markt verändert, d.h. inwieweit ein Umstieg von Benzin- und Dieselkraftstoffen auf Erdgas und v.a. strombasierte Antriebe wie Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeuge erfolgt. Folgende Grafik zeigt die wahrscheinliche Entwicklung bis 2050:

Abbildung 3: Entwicklung der  PKW-Antriebe                
Quelle: enervis energy advisors GmbH
Abbildung 3: Entwicklung der PKW-Antriebe
Quelle: enervis energy advisors GmbH

Der Verkehrssektor in NRW wird mit derzeit 7,8 Millionen Ottomotoren und 3,8 Millionen Dieselantrieben von den fossilen Kraftstoffen Benzin und Diesel dominiert. Erdgas, Elektroantriebe und Brennstoffzellen sind verschwindend gering vertreten.

Fazit: Beide anfangs erwähnten Zielsetzungen von 80% bzw. 95% CO2-Reduktion werden im Szenario deutlich verfehlt. Sektorenkopplungstechnologien kommen kaum zum Einsatz, das CO2-Ziel wird 2030 im Stromsektor um rund 55 Mio. Tonnen und das 2050-Ziel um rund 82 Mio. Tonnen verfehlt.

Dipl.-Ing. Frank Schäfer
Leiter Themengebiet Netze, Speicher
EnergieAgentur.NRW
0211 86642147
schaefer@energieagentur.nrw

Bettina Miserius M. A.
Themengebiet Netze, Speicher
EnergieAgentur.NRW
0211 86642211
miserius@energieagentur.nrw
Twitter
XING

Dr.-Ing. Alexa Velten
Themengebiet Netze, Speicher
EnergieAgentur.NRW
0211 86642413
velten@energieagentur.nrw
XING

Jasmin Wagner M. Sc.
Themengebiet Netze, Speicher
EnergieAgentur.NRW
0211 86642271
wagner@energieagentur.nrw
XING

Jennifer Ziller M. A.
Themengebiet Netze, Speicher
EnergieAgentur.NRW
0211 86642283
0151 - 62454611
ziller@energieagentur.nrw
Twitter

Sie erreichen die EnergieAgentur.NRW außerdem werktags von 8 bis 18 Uhr über die Hotline unter 0211 - 8371930.