Die Energiewende führt zu einem drastischen Anstieg des Strombedarfs bei gleichzeitig schwankender Erzeugung durch Erneuerbare. Wie können wir die Grundlast und die Netzstabilität sichern auf dem Weg zur Klimaneutralität? Erdgas könnte als Brückentechnologie eine Schlüsselrolle für den Erfolg der Energiewende zufallen.

COP 26 ist Geschichte – aber die Großkonflikte an der Klimafront schwelen weiter, darunter derjenige auf EU-Ebene um die geplante Taxonomie-Verordnung. Welche Technologien zur Energieerzeugung sollen – mit Blick auf die Finanzmärkte und die Investitionsentscheidungen großer Kapitalsammelstellen – als nachhaltig eingestuft werden? Vor allem die Kohleländer Osteuropas verlangen die Aufnahme von Gaskraftwerken in entsprechende Kataloge, während Frankreich nicht weniger als sechs neue Atommeiler plant – sehr zum Ärger der Grünen im Europäischen Parlament. Die EU-Kommission hat sich in Glasgow dazu nicht abschließend geäußert, sie plant eine Entscheidung noch in diesem Jahr.

Grundsätzliches Dilemma
Der Streit beschreibt ein grundsätzliches Dilemma, das mit der umfassenden Dekarbonisierung unserer Industriegesellschaft einhergeht. Der Ausstieg aus fossilen Energieträgern führt nicht zu weniger Verbrauch, er treibt den Strombedarf sogar massiv in die Höhe, insbesondere durch die Elektrifizierung des Wärmemarktes und die E-Mobilität. Hinzu kommt der steigende Bedarf an Elektrolysekapazitäten zur Herstellung von grünem Wasserstoff.

Im Jahr 2030 sollen in Deutschland 65 Prozent des Bruttostromverbrauchs aus erneuerbaren Quellen stammen. Das sieht das 2021 novellierte Klimaschutzgesetz vor1. Doch wie hoch der tatsächliche Verbrauch im Jahr 2030 sein wird, darüber sind sich die Prognosen nicht einig. Manches hängt davon ab, wie die zu erwartende Elektrifizierung und der Ausbaus der Sektorenkopplung (die gemeinsame Vernetzung von Strom, Wärme und Verkehr) gewichtet werden. Am höchsten liegt hier die Deutsche Energieagentur (dena) mit geschätzt bis zu 886 Terawattstunden (TWh). Der Bundesverband Erneuerbare Energien (BEE) sieht den Verbrauch bei 740 TWh, Agora Energiewende bei 650 TWh. Auf diesen Wert hat auch die Bundesregierung ihre Prognose nach oben korrigiert, nachdem sie bis vor kurzem noch von maximal 582 TWh ausgegangen war. Zum Vergleich: 2019 – vor der Corona-Pandemie – lag der Stromverbrauch in Deutschland bei 575 TWh.

Massiver EE-Zubau erforderlich
Um den Mehrbedarf, der demnach bis 2030 zwischen 80 und 300 TWh liegt, zu zwei Dritteln aus Erneuerbaren zu decken, ist ein massiver Zubau an Photovoltaik-, Biomasse- und Windenergieanlagen notwendig. Der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) schätzt, dass dies „für 2030 etwa 100 Gigawatt (GW) für Windenergieanlagen an Land, 11 GW für Biomasse und mindestens 150 GW für PV (Dach und Freifläche)“ bedeuten würde2. Diese Werte liegen jeweils etwa ein Drittel über den Vorgaben des EEG.

Es wird vor allem auf die kommende Bundesregierung ankommen, den Ausbauprozess der Erneuerbaren zu beschleunigen. Angesichts der schleppenden Verfahren bei Planung und Genehmigung neuer Anlagen und Infrastrukturprojekten – wie dem dringend erforderlichen Netzausbau – stellt das eine enorme Herausforderung dar. Sie kann nur durch eine weitgehende Entbürokratisierung und Verschlankung der Verfahren gelöst werden. Laut einer aktuellen Studie der World Wind Energy Association (WWEA) dauert in Deutschland das Planungsverfahren von Windkraftanlagen im Durchschnitt 70 Monate, die anschließende Genehmigung weitere zwei Jahre3. Im Klartext: Ein Windpark, der im Jahr 2030 seinen Beitrag zur Energiewende leisten soll, muss spätestens 2022 geplant werden.

Grundlastsicherung als zentrale Herausforderung
Doch nicht nur die Ausbaugeschwindigkeit der Erneuerbaren muss deutlich erhöht werden – auch die Frage der Grundlastsicherung stellt eine ernstzunehmende Herausforderung dar. Kern- und Kohlekraftwerke sorgten in der Vergangenheit zuverlässig dafür, dass sich Schwankungen im Netz ausgleichen ließen. Weder Wind- noch PV-Anlagen können aber „auf Knopfdruck“ geregelt werden – bei „Dunkelflaute“ liefern sie keinen Strom. Bislang gibt es keine Batteriespeichertechnologie oder genügend Kapazitäten an Pumpspeicherwerken, um im Bedarfsfall ausreichend Strom bereitzustellen. Experten der Stiftung Energie und Klimaschutz gehen davon aus, dass „die Summe aus Pumpspeicherkapazität und Batteriespeichern allenfalls 0,06 Terawattstunden betragen“ wird, in einer Dunkelflaute hingegen „etwa 20 Terawattstunden zur Überbrückung von Erzeugungstälern bei den Erneuerbaren“ nötig sein könnten.

Während sich eine Überproduktion von Strom aus Erneuerbaren durch Sektorenkopplung auffangen lässt (etwa durch die Umwandlung in Wärme), sind für das Abfedern von Dunkelflauten weiterhin leistungsfähige Kraftwerke notwendig. SPD, Grüne und FDP haben daher in ihrem Abschlusspapier zu den Sondierungsgesprächen bereits ihre Absicht zum Bau neuer Gaskraftwerke erklärt. Sie sollen so beschaffen sein, dass sie auf klimaneutrale Gase („H2-ready“) umgestellt werden können. Zumindest für die Grünen bedeutet dies einen Paradigmenwechsel, hatten sie doch noch im Wahlkampf jede Form der Energieerzeugung auf fossiler Basis (sowie den Bezug russischen Gases über „Nordstream 2“) abgelehnt. Gleichzeitig rückt dadurch ein strategischer Ansatz in den Mittelpunkt, der nicht nur die Energieversorgung sicherstellen kann, sondern auch die Energiewende langfristig zum Erfolg führen vermag: der Einsatz von Brückentechnologien.

Erdgas erhält Schlüsselrolle
Insbesondere Erdgas könnte dabei eine Schlüsselrolle zufallen. Leitungsinfrastruktur und moderne Kraftwerke ließen sich schrittweise auf Wasserstoff oder grüne (Bio-)Gase umstellen. Der Hochlauf der Wasserstofftechnologie könnte durch den Einsatz von blauem Wasserstoff beschleunigt werden, damit die Wertschöpfungsketten „H2-ready“ sind, sobald für grünen Wasserstoff genügend Import- und Produktionskapazitäten vorhanden sind. Erst kürzlich hat der Nationale Wasserstoffrat (NWR) eine Studie angekündigt, die den Einsatz von Wasserstoff auf dem Wärmemarkt beleuchten soll. Der Vorteil: Die bereits bestehenden 40 000 Kilometer Transport- und 510 000 Kilometer Verteilnetz für Gas können auf Wasserstoff umgestellt werden. Voraussetzung für den Einsatz von blauem Wasserstoff ist allerdings ein Ausbau der CCS-Technologie („Carbon Capture and Storage“), also die Speicherung und Wiederverwertung des CO2 im Rahmen einer geschlossenen Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft. Nordrhein-Westfalen hat dazu im Oktober eine gemeinsame Strategie von Landesregierung und Unternehmen vorgestellt.

Allerdings dürfen hier auch die Argumente der Kritiker nicht außer Acht gelassen werden. Sie fürchten, dass sich durch die langfristigen Investitionsentscheidungen für Brückentechnologien eine „normative Kraft des Faktischen“ entwickelt und fossile Energieerzeugung unnötig verlängert wird („Lock-in“). Zudem darf das Gefahrenpotential des Klimakillers Methan nicht unterschätzt werden. Um den Herausforderungen des steigenden Energiebedarfs und der Netzstabilität bei Dunkelflauten zu begegnen, werden Technologieoffenheit und der Einsatz von Brückentechnologien daher immer in eine kluge Strategie eingebettet sein müssen, die das Paris-Ziel, die Erderwärmung auf 1,5 Grad Celsius zu begrenzen, nicht aus den Augen verliert. Der „Ampel“-Koalition wird der energiepolitische Gesprächsbedarf nicht ausgehen.