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In den letzten Wochen haben wir viele Themen besprochen. Klimaforschung, die Rolle der fossilen Industrie, Klimaleugner. Dazwischen etwas Small Talk aus der Zukunft und Verkehr. Doch wie sieht ein klimaneutrales Deutschland letztlich aus und was kostet uns das Ganze? Dies zeigt der Report „Die Energiewende kosteneffizient gestalten – Szenarien zur Klimaneutralität 2045“ des Kopernikus-Projekt Ariadne.

Die Studie erschien im März 2025 und wurde erstellt von

• PIK Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung,
• TUB: Technische Universität Berlin,
• Fhg-ISI: Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung,
• Fhg-ISE: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme,
• Fhg-IEE: Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik und der
• ETH: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich.

Diese Studie schauen wir uns heute genauer an.

Szenarien

Der Report untersucht auf seinen gut 100 Seiten mehrere Szenarien wie Deutschland bis 2045 klimaneutral wird. Dem gegenübergestellt wird das aktuelle Bild existierender Politik (also noch vor der Bundestagswahl 2025).  Die einzelnen Szenarien werden in der Studie parallel mit jeweils mehreren detaillierten Modellen simuliert und durchgerechnet. Alle Modelle berücksichtigen umfangreiche Parameter zu Bevölkerungsentwicklung, Kapitalkosten, Auswirkungen von Investitionen u.v.m. Für die realistische Erzeugung von Wind- und PV-Strom werden Wetterdaten von 2019 sowie 2010 bis 2014 ins Modell eingespeist. Das Ergebnis ist u.a. eine detaillierte Simulation des Strommarktes aufgeteilt in 39 Regionen mit stündlicher Auflösung. Die Szenarien umfassen neben Strom und Wärme auch den Netzausbau, die Industrieprozesse inkl. Prozessemissionen und Gebäudesanierung sowie Verkehr inkl. Schiffs- und Flugverkehr.  Somit liefert der Report eine Vollkostenübersicht von heute bis zur Klimaneutralität im Jahr 2045.

Das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis liefert das Szenario „Fokus Elektrifizierung“. Hierbei wird Strom so oft wie möglich direkt genutzt oder in Batterien gespeichert. Der Umweg über grünen Wasserstoff oder E-Fuels wird nur genutzt, wo heute keine direkte Elektrifizierung möglich ist, z.B. im Flugverkehr.

Strom

Die Stromerzeugung wird in allen Szenarien schon bis 2035 nahezu vollständig dekarbonisiert. Anschließend erfolgt noch weiterer Ausbau, da mehr und mehr Prozesse elektrifiziert werden und der Strombedarf entsprechend steigt. Die wesentliche Säule der Stromversorgung bilden Windkraft und Photovoltaik. Diese werden bis 2045 vervierfacht und liefern über 90% unseres Strombedarfs.

Da Wind- und Sonne nicht immer bedarfsgerecht liefern, braucht es Flexibilität. Diese wird geliefert durch stationäre Batterie- & Pumpspeicher sowie Wärmespeicher und Elektrolyse.  Zu den stationären kommen die mobilen Batteriespeicher, besser bekannt als E-Autos. Gerade hat BMW mit E.ON einen Vehicle2Grid Tarif vorgestellt, der Autofahrer bezahlt für jede Stunde, die ihr Auto an einer bidirektionalen Ladesäule hängt.  Durch ihre großen Akkus sind E-Autos ein idealer Pufferspeicher, denn Hand aufs Herz: An wieviel Tagen fährst Du mehr als hundert Kilometer? Hinzu kommt der Stromhandel, der Spitzen und Täler der Erneuerbaren Energien europaweit ausgleichen kann.

Anders als andere Konzepte verwenden die Ariadne-Szenarien kaum Biomasse zur Stromgewinnung. Die wenige verfügbare Biomasse wird hier als Treibstoff für Schiffs- und Flugverkehr eingesetzt. Für die berüchtigten Dunkelflauten kommen Backup Kraftwerke zum Einsatz, die letztlich noch 5% unseres Strombedarfs liefern. Diese nutzen grünen Wasserstoff aus eigener Elektrolyse und/oder davon abgeleitete Produkte.  Zusätzlich importieren wir im Zielbild grünen Wasserstoff und E-Fuels. Diese Importe umfassen 160 bis 380 TWh.  Das klingt zunächst viel, doch zum Vergleich: Heute importieren wir rund 2.000 TWh Öl & Gas jedes Jahr.

Preiszonen

Für eine bessere Nutzung der verfügbaren Ressourcen wird Deutschland in mehrere Strompreiszonen unterteilt. Insbesondere an der Küste sinken die Strompreise durch die großen Offshore Windparks. Hier entstehen dann auch die größten Elektrolyseure. Das freut die Hamburger eher als den Münchener – falls Bayern nicht doch noch ein paar Windräder baut. Im Norden kostet die Kilowattstunde dann einen Cent weniger als in Süddeutschland (Börsenpreis). Insgesamt werden die Stromkosten 2045 jedoch in allen Zonen günstiger sein als heute. Der durchschnittliche Strompreis für Privathaushalte landet bei rund 23 ct/kWh.

Die Netzentgelte werden zuerst steigen, wegen der hohen Investitionen. Ab 2035 sinken sie dann, weil sich durch Elektrifizierung der Strombedarf verdreifacht und die Netzentgelte sich entsprechend verteilen.

Investitionen

Insgesamt belaufen sich die Investitionskosten für den Energiesektor auf bis  zu 1,3 Billionen, das sind 1.300 Mrd €. Wow, so viel Geld haben Elon, Jeff, Larry und Mark noch nicht mal gemeinsam.  Weil diese Zahl so erschreckend groß klingt, rechnen wir sie lieber runter auf 65 Mrd €/Jahr. Klingt immer noch viel? Eigentlich nicht. Heute zahlen wir jedes Jahr rund 80 Mrd. € für den Import von Öl/Kohle/Gas, und dieses Geld wird im wahrsten Sinne des Wortes verbrannt. Durch die Energiewende sparen wir also jedes Jahr Geld. Dafür bekommen wir im Jahr 2045 dann 1400 TWh Strom bis zur Haustür geliefert. Rechnet man das um, sind es gerade mal 5ct/kWh – klimaneutral und inkl. Netzgebühren. Aus dieser Perspektive sind 1,3 Billionen dann doch nicht so viel, oder? Der tatsächliche Strompreis liegt natürlich höher, denn für den Betrieb der Netze müssen ja auch noch ein paar Menschen arbeiten.

Die Studie nennt auch Kosten für Strom aus Backupkraftwerken. Während einer Dunkelflauten springen diese ein und kurzfristig kann der Strom dann 35 ct/KWh kosten (Börsenpreis). Das ist viel, jedoch immer noch nicht erschreckend, zumal wir nur 5% unseres Strombedarfs so teuer bezahlen müssen.

Fazit

Wind, PV, Speicher und Wasserstoff sind die Energieversorgung der Zukunft. Mit ihnen kann sich Deutschland zu 90% autark versorgen. So sparen wir jedes Jahr Milliarden für fossile Importe. Die beschriebenen Szenarien stimmen weitgehend mit meinem Kurzkonzept überein. Lediglich die Biomasse wird im Ariadne Report anders verplant. Der Umbau bis 2045 kostet Geld, jedoch weniger als wir heute schon für Öl, Kohle und Gas bezahlen. Erneuerbare Energien sind nicht nur eine coole Technik, sondern sie sind auch wirtschaftlich ein echtes Schnäppchen.

Zahlen für Nerds

Der Report „Die Energiewende kosteneffizient gestalten – Szenarien zur Klimaneutralität 2045“ enthält haufenweise Zahlenmaterial. Einige habe ich hier rausgeschrieben zum schnellen Nachschlagen und für eigene Berechnungen…