ALBERT

Description: Der Ausbau Erneuerbarer Energien bedarf eines breiten Engagements lokaler Ak­teure. Kommunen mangelt es jedoch häufig an ausreichenden Ressourcen und die Rolle von Beratungs­stellen und Vermittlern wird daher immer wichtiger.

Description: Eine Teilung des deutschen Marktgebietes würde die Marktwerte erneuerbarer Energien beeinflussen. Wind und Photovoltaik (PV) im Süden Deutschlands würden an Wert gewinnen, während Erneuerbare im Norden Erlöse einbüßen würden. Bei einer auch zukünftig stärkeren Konzentration von erneuerbaren Energien im Norden bedeutet dies insgesamt einen höheren Förderbedarf für PV – Wind wäre trotz niedriger Marktwerte in den meisten Regionen wirtschaftlich. Wenn eine regionale Steuerung erreicht werden soll, müsste die auszuzahlende Förderung für neue PV-Anlagen anhand des zonenübergreifenden Referenzmarktwertes berechnet werden. Durchschnittliche Börsenstrompreise würden durch eine Gebotszonenteilung im Süden Deutschlands leicht angehoben und im Norden gesenkt, die Effekte auf Endkundenpreise und damit verbundene Anreize zur Standortwahl von Industrieunternehmen sind allerdings als gering einzuschätzen.

Description: Die Energiewende sorgt für einen Paradigmenwechsel von einem grundlastbasierten zu einem flexiblen Stromsystem. Die zentralen Treiber für den zunehmenden Flexibilitätsbedarf sind die Stromerzeugung durch Wind und Sonne sowie die weiterhin bestehende unflexible Stromnachfrage, die gedeckt werden muss. Die vorliegende Studie analysiert, wie im Zeitverlauf bis zum Jahr 2045 der Flexibilitätsbedarf zunimmt und wie die Betriebsweisen der verschiedenen Technologien sich anpassen können. In der Studie wird auf das Energiesystemmodell REMod zurückgegriffen, mit dem eine Analyse über die intersektorale Flexibilität bis zum Jahr 2045 möglich ist. Für kurzfristige Flexibilität können in dieser Betrachtung zum Beispiel Batterien sowie Stromimporte und -exporte eingesetzt werden. Durch die Sektorenkopplung kann bei der Wärmebereitstellung in Gebäuden ebenfalls ein erheblich angepasstes Lastmanagement erfolgen. Ein höherer Anteil an Flexibilität kann jedoch durch Stromaufnahme in Elektrolyseanlagen und die Nutzung von Power-to-X-Kraftstoffen erfolgen. So können während längerer Dunkelflauten flexible Backup-Gasturbinen eingesetzt werden, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Um die notwendige Integration der Flexibilitäts-Technologien in den verschiedenen Märkten (insbesondere Strommarkt) und Sektoren voranzutreiben, müssen technische Voraussetzung, Marktregeln sowie Regulatorik in Bezug auf Bau und Betrieb so angepasst werden, dass die Technologien ihr Flexibilitätspotential bestmöglich ausspielen können.

Description: Mit steigendem Anteil fluktuierender Erneuerbarer Energien im Stromsystem steigt auch der Bedarf an steuerbaren Kapazitäten, die Stromangebot und -nachfrage ausgleichen können, so genannte Flexibilitätstechnologien. In dieser Analyse wird der Nutzen von zehn verschiedenen Technologien, die Flexibilität bereitstellen können, für das deutsche Stromsystem im Jahr 2030 ermittelt. Die Nutzenanalyse macht deutlich, dass die Verschiebung von großen Energiemengen über einen längeren Zeitraum (saisonaler Ausgleich) den höchsten spezifischen Nutzen erreicht. Eine Schlüsseltechnologie für das Jahr 2030 sind daher Langzeitspeicher mit großen Speichervolumen, zum Beispiel in Form von Wasserstoff-Kavernenspeichern. Das Fehlen einer hierfür geeigneten Technologie würde zu hohen Effizienzverlusten führen. Die zweite Schlüsseltechnologie ist die steuerbare Leistung von Power-to-Heat1 in Wärmenetzen der allgemeinen Versorgung, die für den täglichen Ausgleich zwischen Nachfrage und erneuerbarer Erzeugung eingesetzt wird. Hier können allerdings auch andere nachfrageseitige Flexibilitäten eine ähnliche Funktion für das Stromsystem übernehmen. Die Analyse zeigt auch, dass die Erschließung der hier betrachteten Flexibilitätstechnologien, zum Beispiel durch den Abbau von regulatorischen Hemmnissen, bis zum Jahr 2030 für das Stromsystem von hoher Relevanz ist. Auch über die angenommenen Potentialgrenzen hinaus bieten insbesondere nachfrageseitige Flexibilitätstechnologien noch einen positiven Nutzen. Eine technologieoffene, marktbasierte Lösung zur Einbindung dieser Flexibilitäten könnte die unterschiedlichen Charakteristika, Nutzenniveaus sowie sich ändernde Rahmenbedingungen effizient berücksichtigen.

Description: Im Kopernikus-Projekt Ariadne wurden zufällig ausgewählte Bürgerinnen und Bürger aus ganz Deutschland in einem Forschungs- und Lernprozess zur Verkehrs- und Stromwende beteiligt. Dieser Lernprozess eröffnete neue Begegnungs- und Reflexionsräume, in denen Forschende und Bürger:innen über verschiedene Politikoptionen zur Energie- und Verkehrswende diskutieren konnten.

Description: Wohngebäude sind für 11 % der Treibhausgasemissionen in Deutschland direkt verantwortlich und für bis zu 40 %, wenn Stromverbrauch mit einbezogen wird. Um die Klimaziele gemäß dem Bundes-Klimaschutzgesetz zu erreichen, ist ein höheres Ambitionsniveau der klimapolitischen Maßnahmen in diesem Sektor erforderlich. Dieser Bericht analysiert die Governance der Evaluierungsprozesse von Maßnahmen im deutschen Gebäudesektor. Wir analysieren die Rollen der beteiligten Akteure, das institutionelle Gefüge sowie die angewandten Metriken und Methoden der Evaluierungen.

Description: Die Entscheidung für den Austausch oder Ersatz eines Heizsystems ist eine, die für mehr als ein Jahrzehnt getroffen wird. Oftmals berücksichtigen Verbraucherinnen und Verbraucher dabei vor allem die einmal anfallende Einbau-Investition. Die Kosten über den gesamten Lebenszyklus sind deutlich schwerer zu ermitteln und unsicher, daher werden sie häufig zu wenig in die finanzielle Überlegung mit einbezogen. In einer neuen Analyse haben Ariadne-Forschende berechnet, wie hoch unterm Strich die Kosten für verschiedene Heiztechniken in bestehenden Wohngebäuden über einen Zeitraum von 20 Jahren angesichts zukünftiger Energieträgerpreise sowie der zu erwartenden CO2-Preisentwicklung sind.

Description: Subventionen im Verkehr, wie das Diesel- oder Dienstwagenprivileg, bedeuten negative CO2-Preise in Höhe von minus 70 bis zu minus 690 Euro pro Tonne CO2 und schwächen die Wirkungsweise der CO2-Bepreisung als wichtiges Instrument der Klimapolitik. Das zeigen Forschende des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Kopernikus-Projekts Ariadne in einer neuen Studie. Die Ariadne-Berechnungen unterstreichen, dass Deutschlands derzeitiges Steuer- und Abgabesystem im Verkehrssektor noch stark auf die Nutzung fossiler Energieträger ausgerichtet ist und so die Erreichung der deutschen Klimaziele erschwert.

Description: Wasserstoff wird eine entscheidende Rolle bei der Dekarbonisierung von schwer elektrifizierbaren Sektoren spielen, doch die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff steckt noch in der Anfangsphase. Aus diesem Grund wird die Nutzung von kohlenstoffarmem Wasserstoff aus nicht-erneuerbaren Quellen als Übergangslösung auf dem Weg zu einer erneuerbaren Wasserstoffwirtschaft diskutiert. Kohlenstoffarmer Wasserstoff umfasst unterschiedliche Produktionsmethoden, wie die Herstellung aus fossilen Brennstoffen mit nachfolgender Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) oder -nutzung (CCU), sowie die Elektrolyse mit Strom aus Kernenergie. Um eine positive Klimaschutzwirkung durch den Einsatz von kohlenstoffarmem Wasserstoff sicherzustellen, müssen signifikante Reduzierungen von Treibhausgasemissionen (THG) erzielt werden. Dies sollte durch einen kohärenten regulatorischen Rahmen für die Produktion und den Import von kohlenstoffarmem Wasserstoff auf EU-Ebene gewährleistet werden. Diese Analyse gibt demnach Einblicke in den aktuellen Stand der EU-Gesetzgebung zur Produktion und zum Import von kohlenstoffarmem Wasserstoff und untersucht, ob die verbundenen Risiken und Herausforderungen für einen wirksamen Klimaschutz durch den Rechtsrahmen abgedeckt sind. Da jede Produktionsmethode durch unterschiedliche Herausforderungen charakterisiert ist, untersucht die Analyse die jeweiligen Regelungen gasbasierter Wasserstoffproduktion mit CCS, gasbasierter Wasserstoffproduktion mit CCU, sowie die Wasserstoffproduktion mit Kernenergie im Einzelnen. Auf dieser Grundlage werden Empfehlungen für die Entwicklung des regulatorischen Rahmens für innereuropäisch produzierten und importierten kohlenstoffarmem Wasserstoff formuliert.

Description: Wasserstoff ist durch seine vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten ein Schlüsselelement der Sektorenkopplung auf dem Weg zur Klimaneutralität. Damit Wasserstoff aber für unterschiedliche, momentan noch nicht abschließend definierte Anwendungsbereiche genutzt werden kann, sind entsprechende technologische Infrastrukturen notwendig. Diese umfassen die Produktion, die Speicherung und den Transport von Wasserstoff. Während bei der Bereitstellung von Wasserstoff konkrete Ziele formuliert wurden und auch hinsichtlich der Anwendungsbereiche deutliche, wenn auch konkurrierende Vorstellungen bestehen, sind bei der Wasserstoffinfrastruktur viele grundsätzliche Fragen offen. Vor diesem Hintergrund diskutiert diese Analyse, unbeschadet der Tatsache, dass bislang weder eine Systementwicklungsplanung noch ein abgeschlossenes Wasserstoffwirtschaftsrecht in Deutschland bestehen, wie viel „System“ und „Planung“ bereits jetzt durch Stakeholder und den einschlägigen Rechtsrahmen mit Blick auf Wasserstoff mitgedacht werden. Dabei orientiert sich die Analyse an folgenden Fragen: Erfolgt die Regulierung in Sachen Wasserstoff bereits jetzt aus der Sicht eines geschlossenen Energiesystems? Sehen die Stakeholder Wasserstoff bereits systemisch und interpretieren sie den bestehenden Rechtsrahmen zur Planung der Infrastrukturen entsprechend? Folgen die Vorstellungen der Wasserstoffinfrastruktur schon jetzt systemischen Ansätzen oder stellen sie vielmehr eine weitere sektorale Infrastruktur und Planung dar? Die vorliegende Analyse zeigt, dass Stakeholder nicht grundsätzlich einen systemischen Blick auf Wasserstoff haben und gerade bei wirtschaftlichen Akteuren teilweise eine sektorale Betrachtung überwiegt. Hier sollte beobachtet werden, in welcher Weise bei der Realisierung des seit dem Sommer 2023 vorliegenden Vorschlag des Wasserstoffkernnetzes (FNB Gas 2023), Nutzerbedarfe in die Planungsprozesse einbezogen werden. Noch weniger berücksichtigen einschlägige Rechtsvorschriften die systemische Bedeutung von Wasserstoff. Beachtenswert ist dabei unter anderem, dass die bestehenden nationalen Vorschriften zur Einführung einer Wasserstoffnetzplanung wenig bis gar keine Bezugnahme zur systemischen Funktionsweise von Wasserstoff aufweisen. Im europäischen Recht entfaltet die Erneuerbare-Energien-Richtlinie durch das Kriterium der Zusätzlichkeit bei neu in Betrieb genommenen Anlagen hingegen durchaus eine vorgelagerte systemische Entscheidungswirkung. In der deutschen Planungspraxis könnte der systemische Aspekt dadurch gestärkt werden, dass Strom- und Wasserstoffnetzplanungen über Einzelaspekte wie Power-to-Gas-Anlagen in Zukunft von vornherein integriert angelegt werden.