Wie sieht ein Weg zu ehrgeizigeren Zielen im Bereich der erneuerbaren Energien aus?

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Um auf dem richtigen Weg zu bleiben und den globalen Temperaturanstieg bis zum Ende des Jahrhunderts auf 1,5 °C über dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen, ist es notwendig, dass die Welt bis 2050 Netto-Null-Emissionen erreicht. und ehrgeizig seit dem Pariser Abkommen. Darüber hinaus gibt es innerhalb der Energiegemeinschaft eine zunehmende Debatte über die Machbarkeit der Verwirklichung eines zu 100 % globalen erneuerbaren Energiesystems.

Befürworter von 100 % erneuerbaren Energieszenarien argumentieren, dass es immer mehr Beweise dafür gibt, dass ein solches Energiesystem – völlig ohne fossile Brennstoffe und nukleare Energieerzeugung – sowohl technologisch machbar ist als auch die kostengünstigste und ökologisch nachhaltigste Option zur Dekarbonisierung bietet.

Die Aktionskoalition der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) versucht, die Debatte darüber beizulegen, ob die Ziele zu 100 % erneuerbarer Energien erreicht werden können. In einem neuer BerichtSie vergleichen drei Szenarien mit 100 % erneuerbarer Energie und zwei Netto-Null-Emissionen-Szenarien und versuchen, über die Machbarkeitsdebatte für jedes einzelne Szenario hinauszugehen.

Die Studie identifiziert gemeinsame Herausforderungen und Chancen für einen schnellen und ganzheitlichen Wandel hin zu ehrgeizigeren Zielen im Bereich der erneuerbaren Energien und liefert entsprechende politische Empfehlungen. Es skizziert Maßnahmen, die den Erfolg solcher Szenarien erleichtern können, und identifiziert Anforderungen zur Unterstützung eines 100 % erneuerbaren Energiesystems bis zur Mitte des Jahrhunderts.

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Die IRENA Coalition for Action gibt an, dass der Großteil der anthropogenen Emissionen auf energiebezogene Aktivitäten zurückzuführen ist. Um die Ziele im Bereich der erneuerbaren Energien zu erreichen, wird die Nutzung von Technologien für Solar-, Wind-, Wasser-, Geothermie-, Bioenergie-, Meeres- und andere Technologien sowie deutlich gesteigerte Energieeffizienzmaßnahmen der Schlüssel zur Emissionsreduzierung sein.

Netto-Null-Systemszenarien basieren grundsätzlich auf 2 Faktoren:

• schrittweiser Ausstieg aus fossilen Brennstoffen und Kernenergie bei gleichzeitiger Abmilderung sektoraler Auswirkungen
• unter der Annahme, dass der Einsatz fossiler und nuklearer Energieträger mit Strategien zur CO2-Entfernung aufgrund der wahrgenommenen technischen Herausforderungen bei der Dekarbonisierung und Elektrifizierung schwer zu reduzierender Sektoren weiterhin erforderlich wäre

Die 100 % erneuerbaren Energieszenarien Sie unterscheiden sich in den Meilensteinen und im genauen Technologie- und Ressourcenmix, lassen aber bis 2050 oder kurz danach keine anderen als erneuerbare Energiequellen zu. Es versteht sich von selbst, dass die Verwirklichung eines zu 100 % erneuerbaren Energiesystems systemische Veränderungen im Energiemarktdesign und in der Infrastrukturentwicklung erfordert. Langfristige Entscheidungen müssen heute umgesetzt werden, unabhängig von aktuellen Markttrends. Darüber hinaus sind heute Entscheidungen erforderlich, um ein förderliches Umfeld zu schaffen, in dem die erforderliche Infrastruktur und Kapazität für den Übergang zu einer Zukunft mit 100 % erneuerbaren Energien leicht verfügbar ist. Ein entscheidender Ansatz zur Verwirklichung eines zu 100 % erneuerbaren Energiesystems ist die Untersuchung verschiedener Energieumwandlungsszenarien.

Jedes der IRENA-Szenarien steht im Einklang mit einem 1,5°C-Ziel bis Mitte des Jahrhunderts, was gleichbedeutend mit den bevorzugten Zielen für erneuerbare Energien ist, die im Pariser Klimaabkommen von 2015 festgelegt wurden. Alle untersuchten Szenarien fordern:

• Die energiebedingten Treibhausgasemissionen sollen bis 2050, wenn nicht früher, auf Null (oder Netto-Null) sinken
• eine rasche Reduzierung der Emissionen auf etwa die Hälfte des aktuellen Niveaus bis zum Jahr 2030
• Energieeffizienzmaßnahmen sollen deutlich erhöht werden, so dass die Pro-Kopf-Energieintensität und der Gesamtendenergieverbrauch (TFEC) bis 2050 trotz wachsender Weltbevölkerung niedriger ausfallen als heute

Es werden verschiedene Schritte vorgeschlagen, um diese Endenergiereduzierungen zu erreichen, wie z. B. eine deutlich verbesserte Effizienz bei der Gebäudeplanung und -sanierung, der verstärkte Einsatz von Wärmepumpentechnologien und nachfrageseitige Managementstrategien.

Elektrifizierung

Die vielleicht wichtigste gemeinsame Erkenntnis aller Szenarien ist, dass der Anteil des Stroms am gesamten Endenergieverbrauch (TFEC) in den nächsten 30 Jahren erheblich zunehmen wird, was zum Teil auf die Elektrifizierung der Industrie-, Transport- und Gebäudesektoren zurückzuführen ist. Ein allgemeiner Anstieg von Elektrogeräten weltweit und eine allgemeine Zunahme von Sektorkopplungsanwendungen sind ebenfalls wichtige Faktoren, die dazu beitragen. Die Elektrifizierung kann bis 2050 zwischen 50 % und mehr als 90 % des TFEC decken, verglichen mit etwa 20 % im Jahr 2022. Folglich besteht die Notwendigkeit, eine erhebliche Menge neuer Stromkapazitäten aufzubauen und Infrastrukturen bereitzustellen, um den Bedarf dieser Sektoren zu decken .

Die insgesamt rasche Expansion des Stromsektors und das Wachstum variabler erneuerbarer Energiequellen (VRE) erfordern eine Umgestaltung der Übertragungs- und Verteilungsfähigkeiten des Netzes. Dies erfordert große Investitionen in den Ausbau und die Verbesserung des Netzes, die zu intelligenten und hochgradig digitalisierten Netzen führen, beispielsweise durch Verbesserungen bei der Steuerung und Überwachung der Netze. Darüber hinaus werden zusätzliche Speicherkapazitäten und verschiedene Speichertechnologien erforderlich sein.

Schließlich ist die Sektorkopplung eine wichtige Voraussetzung, um VRE und flexible Nachfrage in Einklang zu bringen. Netzflexibilität, die durch Speichertechnologien erreicht wird, die Zeitskalen von stündlich über täglich bis saisonal abdecken, nachfrageseitiges Lastmanagement und regionalen Stromhandel, wird ein wichtiger Treiber für ein stabiles und zuverlässiges dekarbonisiertes Energiesystem sein, das weiterhin den Verbraucheranforderungen entspricht.

Sonnenwind

Für Solar-PV wird ein dramatisches Wachstum sowohl bei dezentralen (Dach-)Wohn- und Gewerbesystemen als auch bei großen Versorgungssystemen erwartet. Im Windbereich wird mit einem deutlichen Wachstum der Offshore- und Onshore-Windenergieanlagen gerechnet. In allen Szenarien werden andere erneuerbare Technologien, insbesondere Wasserkraft, aber auch die nachhaltige Nutzung moderner Biomasse, geo- und solarthermische Systeme sowie Wellen- und Gezeitensysteme relevant sein, aber keine andere Erzeugungstechnologie wird auch nur annähernd das erwartete Wachstum verzeichnen erreicht durch Wind- und Solartechnologien.

Biomasse

Die vier Szenarien, die Bioenergie einbeziehen, zeigen, dass Biomassetechnologien bis Mitte des Jahrhunderts zwischen etwa 6 % und mehr als 20 % der gesamten Primärenergie decken können. Der Beitrag der Bioenergie ist vor allem für den privaten und industriellen Wärmesektor wichtig, wo sie voraussichtlich Warmwasser und Dampf für Haushalte sowie für Industrien wie Zement, Stahl, Papier und Zellstoff bereitstellen wird. Der Anteil der traditionellen Biomassenutzung wird weitgehend durch die moderne Biomassenutzung ersetzt, wobei Luftverschmutzung und Nachhaltigkeit als Treiber für die Einführung berücksichtigt werden und bis 2050 insgesamt nur ein geringfügiger Beitrag zur Energieversorgung geleistet wird.

Der Beitrag der Bioenergie ist im Verkehrssektor begrenzt, wo andere Optionen wie Strom und Wasserstoff eine größere Rolle spielen. Die Stromerzeugung aus Biomasse gilt als Ergänzung zu anderen Quellen wie Solar-PV, Wind- und Wasserkraft.

IRENA-Empfehlungen

Diese Quellen haben das Potenzial, die Welt dazu zu bringen, die aktuellen Prognosen für erneuerbare Energieziele zu erreichen. Entgegen den kollektiven Erkenntnissen der vorherigen Abschnitte werden in diesem Policy Brief die folgenden Empfehlungen ausgesprochen, die den Übergang zu einem ehrgeizigeren System erneuerbarer Energien erleichtern können:

1. Setzen Sie auf ein zu 100 % erneuerbares Energiesystem und verzichten Sie auf fossile Brennstoffe
2. Energieeffizienz als Priorität: „Die [best] Energielieferungen sind diejenigen, die nicht benötigt werden“
3. Elektrifizierung: Ein Weg zu einer nachhaltigen Energiewende
4. Infrastruktur für ein resilientes, dezentrales und flexibles Energiesystem
5. Internationale Zusammenarbeit: Wegbereiter für die Transformation des globalen Energiesystems

IRENA beendet ihren Bericht mit folgendem Fazit:

„Das Ziel eines zu 100 % erneuerbaren Energiesystems wird der überzeugendste Weg sein, den Einsatz von Anlagen für erneuerbare Energien zu beschleunigen. Ein vollständig auf erneuerbaren Energien basierendes Energiesystem, das breite öffentliche Unterstützung genießt, wird zu Vorteilen wie Kosteneinsparungen, Energiesicherheit und einer gesünderen Umwelt führen. Ein solches System bleibt innerhalb der Grenzen der Anforderungen an einen bewohnbaren Planeten, ohne kostspielige Abweichungen, verlorene Investitionen oder längere CO2-Emissionen.“