{"id":10254,"date":"2021-03-08T10:10:39","date_gmt":"2021-03-08T09:10:39","guid":{"rendered":"https:\/\/www.umweltperspektiven.ch\/?p=3891"},"modified":"2022-02-09T11:06:10","modified_gmt":"2022-02-09T10:06:10","slug":"netto-null-ziel-erfordert-einschneidende-massnahmen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.organisator.ch\/de\/sustainability\/2021-03-08\/netto-null-ziel-erfordert-einschneidende-massnahmen\/","title":{"rendered":"Netto-Null-Ziel erfordert einschneidende Massnahmen"},"content":{"rendered":"
\"Energiewende\"
Elektromobilit\u00e4t wird bei der Energiewende eine wichtige Rolle spielen, wissen die Studienautoren Evangelos Panos (links) und Tom Kober. (Foto: Paul Scherrer Institut\/Mahir Dzambegovic)<\/figcaption><\/figure>\n

Der Bundesrat hat im August 2019 ein ehrgeiziges Ziel zur Begrenzung des Klimawandels beschlossen: Ab dem Jahr 2050 soll die Schweiz unter dem Strich keine Treibhausgasemissionen mehr ausstossen. Damit entspricht die Schweiz dem international vereinbarten Ziel, die globale Klimaerw\u00e4rmung auf maximal 1,5 \u00b0C gegen\u00fcber der vorindustriellen Zeit zu begrenzen.<\/p>\n

Welche M\u00f6glichkeiten zur Erreichung dieses Zieles im Energiesektor bestehen, lotet nun eine Studie des Paul Scherrer Instituts (PSI) aus, die im Rahmen der Joint Activity \u00abScenarios and Modelling\u00bb der 8 Swiss Competence Centers for Energy Research (SCCER) durchgef\u00fchrt wurde.<\/p>\n

\u00abDas Ziel, im Jahr 2050 Netto-Null-Kohlendioxid-Emissionen zu erreichen, erfordert einschneidende Transformationen bei der Bereitstellung und dem Verbrauch von Energie in beinahe allen Bereichen\u00bb, fasst Tom Kober, Leiter der PSI-Forschungsgruppe Energiewirtschaft und einer der Hauptautoren der Studie, zusammen.<\/p>\n

Bei ihren Analysen ber\u00fccksichtigten die Forscher energiebedingte Kohlendioxid-Emissionen sowie Kohlendioxid-Emissionen aus industriellen Prozessen. Diese Emissionen stellen heute etwa 80 Prozent des gesamten Schweizer Treibhausgasinventars dar. Nicht in die Berechnungen flossen ein: Emissionen aus dem internationalen Luftverkehr, der Landwirtschaft \u2013 mit Ausnahme der Emissionen aus der Kraftstoffverbrennung \u2013, der Landnutzung, Landnutzungs\u00e4nderung und Forstwirtschaft sowie Abfall \u2013 ausser Emissionen aus der Abfallverbrennung. Auch waren die Emissionen im Ausland, die im Zusammenhang mit dem G\u00fcterkonsum in der Schweiz stehen, nicht Gegenstand der Untersuchung.<\/p>\n

Strom aus Photovoltaik muss sich mindestens jedes Jahrzehnt verdoppeln<\/strong><\/p>\n

Schlussfolgerungen der Studie sind: Die installierte Kapazit\u00e4t von Photovoltaikanlagen muss sich mindestens jedes Jahrzehnt bis 2050 verdoppeln, sodass sich PV-Anlagen mit 26 Terawattstunden Produktion im Jahr 2050 neben der Wasserkraft (circa 38 Terawattstunden im Jahr 2050) zur zweitgr\u00f6ssten Technologiegruppe entwickeln. Weiterhin tragen Kraftwerke mit Kraft-W\u00e4rme-Kopplung sowie Windkraftwerke, Wasserstoff-Brennstoffzellen und Stromimporte dazu bei, die Stromnachfrage zu decken. Im Hauptszenario zur Erreichung des Netto-Null-Emissionsziels steigt insgesamt die Stromerzeugung aus Kraftwerken und Speicheranlagen in der Schweiz gegen\u00fcber dem gegenw\u00e4rtigen Niveau um etwa ein F\u00fcnftel auf 83 Terawattstunden im Jahr 2050 an. Die Studie unterstellt, dass die Schweizer Kernkraftwerke bis zum Jahr 2045 ausser Betrieb genommen werden. Die private Autoflotte m\u00fcsste bis 2050 gr\u00f6sstenteils auf elektrischen Antrieben basieren. Bis 2030 m\u00fcsste demnach jede dritte Neuzulassung ein vollst\u00e4ndig elektrisch betriebenes Auto sein. Zus\u00e4tzlich m\u00fcsste der Einsatz von W\u00e4rmepumpen im Dienstleistungs- und Wohnbereich deutlich beschleunigt werden, sodass bis 2050 fast drei Viertel des Heizungs- und Warmwasserbedarfs dadurch gedeckt werden. Gleichzeitig w\u00e4re es notwendig, deutliche Energieeinsparungen durch beschleunigte Renovierungen von Wohngeb\u00e4uden zu erzielen.<\/p>\n

Deutlicher Anstieg des Stromverbrauchs<\/strong><\/p>\n

Will die Schweiz das Netto-Null-Emissionsziel erreichen, muss mit einem deutlichen Anstieg des Stromverbrauchs gerechnet werden. So k\u00f6nnte im Jahr 2050 der Stromverbrauch um 20 Terawattstunden \u00fcber dem heutigen Niveau liegen. Ein wesentlicher Treiber f\u00fcr dieses Wachstum ist die Verwendung von Strom f\u00fcr den Antrieb von Autos, Bussen und Lastkraftwagen, entweder direkt \u00fcber batterieelektrische Fahrzeuge oder indirekt \u00fcber Wasserstoff oder sogenannte E-Fuels, also synthetische Kraftstoffe, die unter anderem mittels Strom aus Wasserstoff und Kohlendioxid (CO2<\/sub>) hergestellt werden. In den station\u00e4ren Sektoren wird Strom zunehmend durch die vermehrt eingesetzten W\u00e4rmepumpen verbraucht werden. Dieser erh\u00f6hte Stromverbrauch kann allerdings kompensiert werden, wenn die notwendigen Effizienzgewinne bei Heizung und Warmwasserbereitstellung erreicht werden. Dann k\u00f6nnten die station\u00e4ren Sektoren einen nahezu gleichbleibenden Stromverbrauch erzielen.<\/p>\n

Neben elektrischer Energie werden weitere Energieformen eine Rolle spielen. So bieten beispielsweise der Fern- und G\u00fcterverkehr sowie die energieintensive Industrie Perspektiven f\u00fcr neue Wasserstoffanwendungen. Um den daf\u00fcr ben\u00f6tigten Wasserstoff emissionsarm oder -frei zu produzieren, w\u00e4re eine erhebliche Menge an nachhaltig erzeugtem Strom (9 Terawattstunden in 2050) notwendig.<\/p>\n

Ohne CO2<\/sub>-Abscheidung wird es wohl nicht gehen<\/strong><\/p>\n

\u00abWenn die Schweiz das Null-Emissions-Ziel bis 2050 erreichen will, dann m\u00fcssen die CO2<\/sub>-Emissionen in Zukunft im Durchschnitt jedes Jahr um eine bis anderthalb Millionen Tonnen gegen\u00fcber dem Vorjahr verringert werden\u00bb, sagt Evangelos Panos, Hauptautor der Studie. \u00abVer\u00e4nderungen der CO2<\/sub>-Emissionen in dieser Gr\u00f6ssenordnung haben wir im Zeitraum 1950 bis 1980 gesehen \u2013 allerdings in die umgekehrte Richtung \u2013 damals haben sie massiv zugenommen.\u00bb Um die Emissionsminderung kosteng\u00fcnstig umzusetzen, sollte deshalb auch der Einsatz von Technologien mit der sogenannten CO2<\/sub>-Abscheidung in Betracht gezogen werden. So k\u00f6nne man sogar in Teilbereichen auf eine negative Bilanz beim CO2<\/sub>-Ausstoss kommen. Das sei beispielsweise dann der Fall, wenn man Biomasse als Energietr\u00e4ger nutze und bei der Energiegewinnung entstehendes CO2<\/sub> nicht emittiere, sondern abfange und unterirdisch speichere. Falls das in der Schweiz nicht m\u00f6glich sei \u2013 beispielsweise aufgrund der Ablehnung durch die Bev\u00f6lkerung oder aufgrund begrenzter CO2<\/sub> Speicherst\u00e4tten \u2013, k\u00f6nne die internationale Vernetzung und die Speicherung im Ausland einen Ausweg bieten. Insgesamt gehen die Forschenden in ihrer Studie f\u00fcr das Jahr 2050 von knapp 9 Millionen Tonnen CO2<\/sub> aus, die in der Schweiz abgetrennt w\u00fcrden.<\/p>\n

\u00abMehr als zwei Drittel der f\u00fcr das Netto-Null-Emissionsziel notwendigen Emissionsreduktionen sind mit Technologien erreichbar, die bereits kommerziell verf\u00fcgbar sind oder sich in der Demonstrationsphase befinden\u00bb, res\u00fcmiert Panos. Das dekarbonisierte Energiesystem der Zukunft sei erreichbar, erfordere aber kohlenstofffreie Energietr\u00e4ger, zum Beispiel entsprechend erzeugten Strom, Biokraftstoffe und E-Fuels, Zugang zur entsprechenden Transport- und Verteilungsinfrastruktur sowie die M\u00f6glichkeit, saubere Brennstoffe und Elektrizit\u00e4t zu importieren.<\/p>\n

Kosten sind schwer absch\u00e4tzbar<\/strong><\/p>\n

Bez\u00fcglich Kosten geben sich die Energiesystemforscher zur\u00fcckhaltend. \u00abDie Kosten sind sehr schwer absch\u00e4tzbar, weil dabei enorm viele Komponenten eine Rolle spielen\u00bb, so Kober. In dem in der Studie angenommenen Netto-Null-Hauptszenario w\u00fcrden sich f\u00fcr den Zeitraum bis 2050 die durchschnittlichen diskontierten Mehrkosten des Klimaschutzszenarios gegen\u00fcber dem Referenzszenario mit moderatem Klimaschutz (-40 % CO2<\/sub>-Emissionen im Jahr 2050 gegen\u00fcber 1990) in der Schweiz auf etwa 330 CHF pro Person und Jahr (Basis: 2010) belaufen. Betrachtet man alle untersuchten Szenarien, so sieht man eine Bandbreite der durchschnittlichen Kosten zwischen 200 und 860 CHF pro Jahr und Kopf, was letztendlich unterschiedliche Entwicklungen der Energietechnologien, der Ressourcenverf\u00fcgbarkeit, der Marktintegration, bei der Akzeptanz von Technologien und bei den Pr\u00e4ferenzen zur Versorgungssicherheit widerspiegelt. Der Verlauf der Kosten zeigt vor allem eine langfristige Zunahme, sodass vergleichsweise hohe Kosten auch nach 2050 zu erwarten sind.<\/p>\n

Die Studie st\u00fctzt sich auf die Berechnungen mit dem Schweizer TIMES Energiesystemmodell (STEM) des PSI, welches das gesamte Energiesystem der Schweiz mit den verschiedenen Wechselwirkungen zwischen den Technologien und Sektoren abbildet. STEM verbindet einen langfristigen Zeithorizont mit einer hohen unterj\u00e4hrigen zeitlichen Aufl\u00f6sung und berechnet f\u00fcr verschiedene zuk\u00fcnftige Rahmenannahmen die kostenminimalen Konfigurationen des Energiesystems und der Erreichung verschiedener energie- und klimapolitischer Ziele. Das Modell wurde im Rahmen des Forschungsprojektes massgeblich weiterentwickelt, vor allem hinsichtlich der Optionen zur Erreichung von Netto-Null-CO2<\/sub>-Emissionsszenarien. Das Modell wird zur Berechnung von Szenarien eingesetzt, die keinesfalls als Vorhersagen zu verstehen sind, sondern vielmehr Einblicke in die vielf\u00e4ltigen Wechselwirkungen im Energiesystem geben und somit einen Beitrag zur Entscheidungsunterst\u00fctzung in Politik, Industrie und der Gesellschaft leisten. Konkret wurden in dieser Studie drei Hauptszenarien untersucht, welche neben dem Referenzszenario ein Netto-Null-CO2<\/sub>-Emissionsminderungsszenario umfasst und ein Szenario, welches die Ziele der Schweizer Energiestrategie 2050 unterstellt, ohne explizit ein CO2<\/sub>-Minderungsziel vorzugeben. Zudem wurden sieben verschiedene Varianten der Hauptszenarien analysiert, wie zum Beispiel eine Variante mit hohem technologischen Innovationspotenzial und eine Variante zur Verringerung der Energieimportabh\u00e4ngigkeit.<\/p>\n

An der Zusammenarbeit im Rahmen der SCCER Joint Activity Scenarios and Modelling sind neben dem PSI folgende Institutionen beteiligt: Empa, EPFL, ETH Z\u00fcrich, Hochschule Luzern, Universit\u00e4t Basel, Universit\u00e4t Genf und WSL. Finanziert wurde die Studie durch Innosuisse \u2013 Swiss Innovation Agency.<\/em><\/p>\n

Originalver\u00f6ffentlichung: Panos, E.; Kober, T.; Ramachandran, K.; Hirschberg, S. (2021): Long-Term Energy Transformation Pathways \u2013 Integrated Scenario Analysis with the Swiss TIMES Energy systems Model; Report of the Joint Activity Scenarios and Modelling of the Swiss Competence Centers for Energy Research. <\/em><\/p>\n

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