Nicht nur die neue Regierung hat ambitionierte Pläne für 2030. Auch die Übertragungsnetzbetreiber legen in ihrem Szenariorahmen Strom 2023–2037 erstmals eine Entwicklung des Stromsektors bis 2045 vor. In jenem Jahr soll Deutschland klimaneutral sein. Welche Annahmen treffen die Netzbetreiber und was bedeutet das Szenario für die Energiewirtschaft? Diesen Fragen wollen wir in diesem Beitrag nachgehen.

Die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) müssen im zweijährigen Turnus einen Netzentwicklungsplan Strom (NEP) für die kommenden zehn bis zwanzig Jahre vorlegen. Die Grundlage für den NEP und somit die notwendigen (Aus-)Baumaßnahmen für das Übertragungsnetz in der Zukunft bildet der Szenariorahmen. Diesen haben die ÜNB am 17. Januar 2022 veröffentlicht. Damit startet auch die öffentliche Konsultationsphase durch die Bundesnetzagentur, welche am 14. Februar 2022 abgeschlossen wurde.

Neuer Szenariorahmen gibt Ausblick auf Klimaneutralität

Im Zuge des stärkeren Fokus auf Klimaneutralität in Wirtschaft, Politik und Gesellschaft haben die ÜNB im neuesten Szenariorahmen nicht nur eine Vorausschau bis 2037 entwickelt. Zudem haben sie auch Szenarien für das Stromsystem im Jahr 2045 entworfen. Damit soll Deutschland in jendem Jahr als Land keine schädlichen Einflüsse mehr auf das Klimasystem haben. Im weiteren Verlauf des NEP-Prozess werden dann auch die entsprechenden Maßnahmen für den Netzausbau entwickelt. In diesem Beitrag wird es jedoch vorrangig um die Aussagen des Szenariorahmens für Stromerzeugung und -verbrauch bis 2045 gehen.

Die ÜNB haben Szenarien mit unterschiedlicher Transformationsgeschwindigkeit entwickelt. Szenario A weist einen höheren Einsatz von (importiertem) Wasserstoff auf. Demgegenüber rechnen Szenarien B und C mit einer ausgeprägten und schnelleren Elektrifizierung des Energieverbrauchs. Für das Klimaneutralitätsszenario in 2045 fallen B/C mit stärkerer Elektrifizierung zusammen. Abbildung 1 zeigt die Einordnung der unterschiedlichen Szenarien nach energiewirtschaftlichen Messgrößen.

Einordnung der fünf unterschiedlichen Szenarien des Szenariorahmens für den NEP 2023 - 2037, Energy Brainpool

Abbildung 1: Einordnung der fünf unterschiedlichen Szenarien des Szenariorahmens für den NEP 2023 – 2037 (Quelle: ÜNB, 2022) [1]

Wie in Abbildung 1 zu erkennen, ist die Bandbreite zwischen den Szenarien bezüglicher bestimmter Kenngrößen sehr groß. Dies trifft bei Wasserstoffbedarf, Wasserstoffimport sowie -export und der Übertragungsleistung der grenzüberschreitenden Interkonnektoren zu. In den folgenden Betrachtungen wird Szenario A (konservativ) und Szenario C (progressiv) für 2037 und Szenario B/C für das Jahr 2045 verglichen. Auch der Vergleich mit den Zielen und Einschätzungen der aktuellen Bundesregierung für das Jahr 2030 ist in einigen Fällen hilfreich.

Strombedarf nimmt stark zu

Der Szenariorahmen der ÜNB macht sehr deutlich, dass der Stromverbrauch bei ambitionierten Klimazielen und Sektorenkopplung stark zunehmen wird. So steigt der Verbrauch in allen Sektoren durch direkte Elektrifizierung von Prozessen in der Industrie, aber auch der größeren Verbreitung von Elektrofahrzeugen, Wärmepumpen und der Nutzung von Elektrolyseuren zur Erzeugung von Wasserstoff. Abbildung 2 verdeutlich die Zunahme des Bruttostromverbrauchs und auch die Unterschiede zwischen den Szenarien.

Entwicklung Bruttostromverbrauch in Deutschland in TWh nach Szenario, Energy Brainpool

Abbildung 2: Entwicklung Bruttostromverbrauch in Deutschland in TWh nach Szenario (Quelle: Energy Brainpool, 2022)

Schon bis 2030 nimmt der Bedarf nach Strom von heute unter 600 TWh stark zu. Die Bundesregierung geht von einem Korridor von 680 bis 750 TWh an Stromnachfrage in 2030 aus, wobei 715 TWh den Mittelwert darstellen. Die Zunahme schwächt sich bis 2037 in Szenario A ab. Denn dieses Szenario ist stärker auf importierten Wasserstoff angewiesen. Jedoch ist der Zuwachs bis 2037 in Szenario B mit über 200 TWh innerhalb von sieben Jahren erheblich. Im Jahr der Klimaneutralität 2045 hat sich der Stromverbrauch in Deutschland dann gegenüber 2020 mehr als verdoppelt. Das entspricht einer jährlichen Zunahme von über 23 TWh oder der Hälfte des Stromverbrauchs Portugals.

Was passiert bis 2045 im Verkehrssektor?

Ein Treiber des zusätzlichen Stromverbrauchs ist die Elektromobilität, welche in den Szenarien starken Zuwachs erfährt. Abbildung 3 zeigt die Annahmen des Szenariorahmens für die Anzahl der rein elektrischen Personenfahrzeuge nach Szenario.

Anzahl rein elektrisch betriebener Personenfahrzeuge in Deutschland, Energy Brainpool

Abbildung 3: Anzahl rein elektrisch betriebener Personenfahrzeuge in Deutschland (Quelle: Energy Brainpool, 2022)

Der anvisierte Anstieg bis 2030 auf 15 Mio. E-Pkws ist ambitioniert, jedoch zur Erreichung der Klimaziele bis dahin erforderlich. Auch die Bundesregierung sieht im Verkehrssektor daher die Notwendigkeit einer massiven Erhöhung des Anteils der elektrischen Fahrleistung.

Aus dem Szenariorahmen der ÜNB ergeben sich noch weitere relevante Informationen zur Transformation des Transportssektors. So verbrauchen die privaten Pkws ab 2037 nur die Hälfte des benötigten Stroms im Verkehr. Die Elektrifizierung des Güterverkehrs macht in 2045 mit knapp 90 TWh an jährlichem Verbrauch sogar mehr als die Hälfte aus. Insgesamt steigt der Stromverbrauch in diesem Sektor auf über 160 TWh, wie Abbildung 4 zeigt.

Stromverbrauch im Verkehrssektor nach Fahrzeugart (Pkw: Personenkraftwagen, Nfz: Nutzfahrzeug), ausgenommen Busse und Plug-in Hybride, Energy Brainpool

Abbildung 4: Stromverbrauch im Verkehrssektor nach Fahrzeugart (Pkw: Personenkraftwagen, Nfz: Nutzfahrzeug), ausgenommen Busse und Plug-in Hybride (Quelle: Energy Brainpool, 2022)

Wärmepumpen und Elektrolyse treiben Strombedarf

Auch in anderen Sektoren nimmt der Stromverbrauch durch Elektrifizierung stark zu. Besonders die Erzeugung von Wärme in Wärmepumpen auf Haushaltsebene, aber auch die Nutzung von Strom in der Fernwärme werden den Strombedarf erhöhen. Die Nutzung von Elektrolyseuren zur Erzeugung von Wasserstoff steigt in den Szenarien der ÜNB stark an. Abbildung 5 macht dies deutlich.

Stromverbrauch durch Elektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff und im Wärmesektor durch Wärmepumpen (WP) und Elektrodenkessel in TWh nach Szenario, Energy Brainpool

Abbildung 5: Stromverbrauch durch Elektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff und im Wärmesektor durch Wärmepumpen (WP) und Elektrodenkessel in TWh nach Szenario (Quelle: Energy Brainpool, 2022)

Mit knapp 85 TWh an Stromverbrauch im Wärmesektor und 120 TWh durch Elektrolyse wird in 2045 ein zusätzlicher Strombedarf von über 200 TWh hervorgerufen. Dies entspricht etwa 35 Prozent des heutigen Stromverbrauchs in Deutschland.

Drastische Zunahme der Erneuerbaren notwendig

Damit der erhöhte Strombedarf aus Sektorenkopplung und Elektrifizierung auch zu stark sinkenden CO2-Emissionen führt, müssen die Erzeugungskapazitäten von erneuerbaren Energien stark ausgebaut werden (siehe Abbildung 6). Die Bundesregierung und Wirtschaftsminister Habeck haben ihre Ziele für 2030 schon angekündigt und entwickeln derzeit die entsprechenden Maßnahmen, um den nötigen Ausbau zu ermöglichen. Lesen Sie hierzu im Detail auch unseren Beitrag zu den energiewirtschaftlichen Zielsetzungen der Ampel-Koalition.

Benötigte Erzeugungskapazitäten von erneuerbaren Energien in Deutschland in GW nach Szenario, Energy Brainpool

Abbildung 6: Benötigte Erzeugungskapazitäten von erneuerbaren Energien in Deutschland in GW nach Szenario (Quelle: Energy Brainpool, 2022)

Den größten Sprung macht in allen Szenarien die Solarenergie. PV-Anlagen sollen in 2037 zwischen 260 und 320 GW an installierter Kapazität aufweisen, in 2045 sogar knapp 400 GW. Dafür wäre ein Nettozubau von 12 bis 15 GW pro Jahr bis 2037 und knapp 10 GW von 2037 bis 2045 notwendig. Die Kapazitäten der Erzeugung aus Windenergie müssen ebenfalls stark ansteigen.

Im Szenario B/C 2045 würden 280 TWh aus Wind Offshore und jeweils 375 TWh aus Wind Onshore und PV-Anlagen erzeugt werden. Erneuerbare Energien (einschließlich geringer Mengen von Wasserkraft, Biomasse und biogenen Abfällen) machen dann 91 Prozent der Stromerzeugung aus.

Worauf es jetzt ankommt

Bis zum Jahr 2023 werden die jährlichen Klimaziele voraussichtlich nicht erreicht werden können, da der Zubau der erneuerbaren Energien in den vergangenen vier Jahren stark zurückging (Quelle: PV Magazin). Die neue Bundesregierung und Unternehmen müssen jetzt die Weichen stellen, damit das deutsche Energiesystem bis 2045 auf erneuerbaren Energien basiert und Deutschland klimaneutral ist. Diese Aufgabe kann nur gesamtgesellschaftlich erreicht werden.

Der starke Ausbau von erneuerbaren Energien wird auch die Strommärkte sowie Preisbildung und -struktur verändern. Bereiten Sie sich schon heute vor: Lernen Sie die verschiedenen Vermarktungsformen für erneuerbare Energien kennen und verstehen Sie die Bewertungsgrundlagen für grüne PPAs in unseren Online-Seminaren.

 

Abbildungsquellen:

[1] https://www.netzentwicklungsplan.de/de/netzentwicklungsplaene/netzentwicklungsplan-20372045-2023