GEEA-GEBÄUDESTUDIE

Technologiemix macht die Energiewende bezahlbar

Die Klimaschutzziele und die damit verbundene Energiewende lassen sich am besten erreichen, wenn die verfügbaren Effizienztechnologien eingesetzt und klimaneutrale synthetische Brennstoffe verwendet werden. Das ist die Kernaussage der Gebäudestudie 2050 der Allianz für Gebäude-Energie-Effizienz.

Erstellt haben die geea-Gebäudestudie

Dr. Harald Hecking und Oliver Hennes von ewi Energy Research & Scenarios, Prof. Dr. Bert Oschatz, Dr. Bernadetta Winiewska und Bettina Mailach vom Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden (ITG Dresden) sowie Prof. Dr. Andreas Holm und Florian Kagerer vom Forschungsinstitut für Wärmeschutz (FIW München).

Die Energiewende ist machbar, wenn wir sie entschlossen, technologieoffen und im breiten Dialog angehen.“ So lautet das Zwischenfazit von Andreas Kuhlmann, Vorsitzender der Geschäftsführung der Deutschen Energie-Agentur (dena), zur Leitstudie „Integrierte Energiewende“, die Mitte 2018 abgeschlossen sein soll. Alle Branchen und Sektoren erarbeiten darin praxisnahe Transformationspfade, die sowohl Energieerzeugung und -verteilung als auch Industrie, Mobilität und Gebäude umfassen. „Bereits jetzt zeichnet sich deutlich ab, dass wir am besten fahren, wenn wir die richtigen Voraussetzungen für Wettbewerb und Innovationen schaffen“, so Kuhlmann weiter. Denn Szenarien, die auf einen Technologiemix setzen, zeigen sich in der dena-Leitstudie wirtschaftlicher und robuster als solche, die einseitig auf einen hohen Grad an Elektrifizierung bauen.

Elektrifizierung deutlich teurer

Jeder Sektor hat spezifische Anforderungen, Rahmenbedingungen und Infrastrukturen sowie Marktmechanismen. Zum Thema Gebäude haben die Allianz für Gebäude-Energie-Effizienz (geea) und die dena mit der Studie „Szenarien für eine marktwirtschaftliche Klima- und Ressourcenschutzpolitik 2050 im Gebäudesektor“ beigetragen. Insgesamt zwölf Verbände und Organisationen haben die Erstellung der Gebäudestudie unterstützt, darunter der Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie, der Bundesverband Erneuerbare Energie, der UNITI Bundesverband mittelständischer Mineralölunternehmen, die Initiative Zukunft Erdgas sowie das Institut für Wärme und Oeltechnik.

Analog zur dena-Leitstudie wurden auch in der Gebäudestudie die drei Szenarien Referenz, Elektrifizierung und Technologiemix betrachtet. Das Referenzszenario baut auf aktuellen Rahmenbedingungen und Marktentwicklungen auf und schreibt die heutigen Tendenzen fort. Während das Technologiemixszenario auf ein breites Spektrum an Technologien setzt, zielt das Elektrifizierungsszenario auf einen sehr starken Einsatz von erneuerbarem Strom im Wärmebereich ab. Das Klimaschutzziel für 2050 wird im Referenzszenario klar verfehlt. Hingegen lassen sich mit beiden Alternativszenarien die CO2-Emissionen wie gewünscht zwischen 80 und 95 Prozent reduzieren. In den Elektrifizierungsszenarien (EL 80, EL 95) sind die Investitionen in Gebäudehülle und Anlagentechnik jedoch deutlich höher als in den Technologiemixszenarien (TM 80, TM 95). 

Erstellt haben die geea-Gebäudestudie

Dr. Harald Hecking und Oliver Hennes von ewi Energy Research & Scenarios, Prof. Dr. Bert Oschatz, Dr. Bernadetta Winiewska und Bettina Mailach vom Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden (ITG Dresden) sowie Prof. Dr. Andreas Holm und Florian Kagerer vom Forschungsinstitut für Wärmeschutz (FIW München).

Statt mehr als 16 Millionen elektrische Wärmepumpen in Wohngebäuden zuzubauen, können die Klimaziele auch erreicht werden, wenn ein breiter Mix an Heizungstechnologien verwendet wird. So sehen die Technologiemixszenarien weiterhin noch mehr als zehn Millionen effiziente Öl- und Gasheizungen im Gebäudesektor in Betrieb sowie zusätzlich über eine Million gasbetriebene Mini-­KWK-Anlagen (Kraft-Wärme-Kopplung). Dies gelingt durch synthetische Brennstoffe auf Basis erneuerbarer Ener­gien, die bis 2050 die fossilen Brennstoffe zunehmend ersetzen. Hierzu bieten sich Technologien wie Biomass-to-Liquid (BtL) an, bei der Brennstoffe aus Abfällen und Reststoffen biogener Herkunft gewonnen werden, ohne dass dabei eine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion entsteht. Und bei Power-to-Liquid (PtL) wird Strom aus erneuerbaren Quellen zur Herstellung von Wasserstoff genutzt, der anschließend mit Kohlenstoff zu einem synthetischen flüssigen Energieträger verbunden wird.


Nutzung bestehender Infrastruktur 

Ein höherer Anteil an treibhausgasreduzierenden flüssigen und gasförmigen Energieträgern hat noch weitere Vorteile. Sowohl die Gasnetze als auch die Öl-Bevorratungs- und Logistikkapazitäten werden zunehmend zu Infrastrukturen für synthetische Kraft- und Brennstoffe. So kann die bestehende Infrastruktur weiter genutzt werden. Auch verringert sich der Bedarf für den Ausbau des Stromnetzes, vor allem auf Verteilnetz-Ebene. Zudem lässt sich die Versorgungssicherheit leichter gewährleisten, weil so mehr speicherbare Energieträger vorhanden sind. Dies kommt vor allem in Zeiten hohen Wärmebedarfs zum Tragen, beispielsweise in der winterlichen Dunkelflaute. „Die neue Bundesregierung sollte die Bedeutung alternativer flüssiger Energieträger bei der Ausgestaltung der künftigen Energiepolitik berücksichtigen“, wünscht sich IWO-Geschäftsführer Adrian Willig. „Für die Millionen öl- und gasbeheizter Haushalte in Deutschland könnte so langfristig eine klimaneutrale Perspektive eröffnet werden, ohne dass die Kosten für teure neue Heizsysteme die Hauseigentümer belasten.“ 

Nach dem Elektrifizierungsszenario müssten bis 2050 jedes Jahr rund 2 Prozent des gesamten Gebäudebestands in Deutschland saniert werden, um einen sehr breiten Einsatz von elektrischen Wärmepumpen zu ermöglichen. Im technologieoffenen Szenario würden dagegen 1,4 Prozent reichen. Selbst dieser Wert ist ein mit Blick auf die aktuelle Sanierungsrate von rund 1 Prozent ein ambitioniertes Ziel. Denn im Vergleich zum Status quo müssten die Sanierungsaktivitäten zügig um mindestens 40 Prozent gesteigert werden.


Sanierungsrate entscheidend

Die geringere Sanierungsrate ist auch einer der Gründe, warum der technologieoffene Pfad in der Kostenbilanz deutlich günstiger ist als das Elektrifizierungsszenario. Er erfordert weniger Investitionen in Gebäudehülle und Anlagentechnik. Dagegen fallen die höheren Kosten für die Beschaffung der erforderlichen Brennstoffe weniger ins Gewicht. Im Vergleich zum Referenzszenario erreicht der technologieoffene Pfad die Klimaschutzziele für Mehrkosten von insgesamt 608 Milliarden Euro (TM 80) bis 716 Milliarden Euro (TM 95). Das Elektrifizierungsszenario kommt hingegen auf Mehrkosten von 994 Milliarden Euro (EL 80) bis 1.051 Milliarden Euro (EL 95).

Deutliche Unterschiede weisen die beiden Szenarien auch bei der Entwicklung des Energieverbrauchs im Gebäudesektor auf. Die höhere Sanierungsrate, die die Elektrifizierung mit sich bringt, führt zu einer Senkung des Energieverbrauchs um gut 60 Prozent bis 2050 im Vergleich zu 2015. Im Technologiemixszenario liegt der Wert bei circa 47 Prozent, weil weniger saniert wird. Trotzdem lassen sich auch hier die Klimaschutzziele erreichen, weil der Strom sowie die gasförmigen und flüssigen Brennstoffe mithilfe von erneuerbaren Energien erzeugt werden. Hinzu kommt, dass im technologieoffenen Pfad der Strombedarf nicht so stark ansteigt. Die Fluktuation im Stromnetz ist dadurch geringer und es muss weniger gesicherte Leistung vorgehalten werden.

Andreas Kuhlmann betont: „Das Energiesystem wächst immer mehr zusammen, Richtungsentscheidungen im Gebäudesektor haben auch Auswirkungen auf andere Sektoren und umgekehrt. Die Gebote der Wirtschaftlichkeit und des Wettbewerbs drohen verloren zu gehen, wenn wir versuchen, einzelne Technologien politisch zu steuern, anstatt technologieoffene Rahmenbedingungen mit klarem Fokus auf CO2-Vermeidung zu entwickeln.“