Potsdam Institut für Klimafolgenforschung: Studie - Rollen der direkten und indirekten Elektrifizierung für ein europäisches Energiesystem mit EE
Die Forscher des PIK (Potsdam Institut für Klimafolgenforschung) haben mögliche Energiewendepfade in Energie-Ökonomie-Modellen untersucht. Die Stromnachfrage in der EU steigt in allen Szenarien bis 2050 um 80-160 %. Bis 2050 sollten 42 % bis 60 % des europäischen Gesamtenergieverbrauchs auf Direktstromnutzung und 9 % bis 26 % auf Wasserstoff basieren. Allen Politikern soll nach Meinung der Studienautoren zweierlei bewusst gemacht werden: Die nur relativ geringe Bedeutung von Wasserstoff gegenüber Strom. Von Wasserstoff zum Heizen oder im Straßenverkehr wird abgeraten.
Die beiden primären Ansätze - direkte Elektrifizierung über elektrische Technologien (z. B. Wärmepumpen) oder indirekte Elektrifizierung über einen Zwischenbrennstoff (z. B. Wasserstoff auf Strombasis) - weisen jeweils Mängel auf, die die Kosten in die Höhe treiben, den Bau neuer Energieanlagen erforderlich machen und den Fortschritt in Richtung Klimaziele verlangsamen können. Ein Berechnungsmodell, das mehrere Pfade der Energiewende in der EU berücksichtigt, hat gezeigt, dass das EU-Klimaneutralitätsziel am besten erreicht werden kann, wenn die politischen Entscheidungsträger der direkten Elektrifizierung für Pkw und Niedertemperaturheizungen sowie der indirekten Elektrifizierung über Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe für die Luftfahrt, die Schifffahrt, die chemische Industrie und die Stromspeicherung Vorrang einräumen. Für den Lkw-Verkehr und Hochtemperaturheizungen sollte ein adaptiver und flexibler Ansatz gewählt werden.
Elektrizität aus erneuerbaren Energien kann den Klimaschutz im Gebäude-, Industrie- und Verkehrssektor durch direkte Elektrifizierung oder indirekte Elektrifizierung, d. h. die Umwandlung von Strom in wasserstoffbasierte Kraftstoffe, erleichtern. Während die direkte Elektrifizierung im Allgemeinen energieeffizienter ist, kann die indirekte Elektrifizierung teilweise auf bestehenden Anwendungen und Infrastrukturen aufbauen. Ihre Rolle und relative Bedeutung in Szenarien zur Abschwächung des Klimawandels ist jedoch noch nicht ausreichend erforscht worden. Hier werden auf der Grundlage von EU-Klimaneutralitätsszenarien plausible Bereiche für beide Strategien abgeleitet. Das Ergebnis ist, dass bis 2050 die direkte Elektrifizierung mit einem Stromanteil von 42 %-60 % an der Endenergie die dominierende Strategie ist, während die indirekte Elektrifizierung in schwer zu elektrifizierenden Sektoren notwendig ist und einen Anteil von 9%-26% ausmacht. Die Analyse unterstreicht, dass die politischen Entscheidungsträger die unterschiedlichen sektoralen Rollen beider Strategien respektieren sollten, indem sie eine Umstellung des Endverbrauchs in Richtung direkter Elektrifizierung fördern, während sie Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen für Anwendungen, in denen sie unverzichtbar sind, Vorrang einräumen.