Energiesysteme der Zukunft

Im Zuge der Energiewende soll in Deutschland eine nachhaltige Energieversorgung aufgebaut werden, die sowohl sicher als auch bezahlbar bleibt. Politische Maßnahmen zur Umsetzung dieses Transformationsprozesses haben jedoch häufig nicht beabsichtigte Effekte. Die Analyse „Wechselwirkungen im Energiesystem“ zeigt Wirkmechanismen im Energiesystem anhand ausgewählter Beispiele auf. Die entstehenden Effekte werden erläutert und im Sinne der energiepolitischen Ziele Nachhaltigkeit, Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit analysiert.

Ein Beispiel für diese Wirkmechanismen ist das Zusammenspiel von EEG und Emissionshandel: Da die Gesamtmenge an CO2-Emissionen in Europa über den Emissionshandel festgelegt ist, führt die Förderung der Photovoltaik über das Erneuerbare-Energien-Gesetz in Deutschland nicht zu einer Minderung der CO2-Emissionen in Europa. Der Grund: Je mehr emissionsfreie Energie im System ist, desto niedriger der Preis für die CO2-Zertifikate. Damit sinkt der Anreiz, an anderer Stelle beispielweise klimafreundlicheres Erdgas statt Kohle einzusetzen.

Beispiel: Carbon Leakage in der EU
Der Emissionshandel erfasst zudem nicht den gesamten europaweiten Ausstoß an Treibhausgasen. Steigende Preise für CO2-Zertifikate können deshalb dazu führen, dass Emissionen auf nicht ETS-pflichtige Sektoren und Technologien verlagert werden (carbon leakage). Ein Beispiel: Die Begrenzung von Emissionen durch den Emissionshandel gilt nur für große Kraftwerke, nicht aber für kleine, dezentrale Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK). Ein zu starker Ausbau dezentraler KWK-Anlagen, bei denen kein Anreiz zur CO2-Reduktion besteht, kann deshalb sogar zu einem verstärkten Ausstoß von Treibhausgasen führen.

Umgekehrt kann der Ausbau der Elektromobilität CO2-Emissionen in Europa verringern – unabhängig davon, ob in der Summe Energie gespart wird. Denn der Strom für Elektrofahrzeuge wird größtenteils in emissionshandelspflichtigen Kraftwerken erzeugt. Steigt durch erhöhten Stromverbrauch der CO2-Ausstoß der Kraftwerke, muss dieser an anderer Stelle gesenkt werden.

Beispiel: Mangelnde Rentabilität klimafreundlicher Technologien
Einige Technologien sind derzeit betriebswirtschaftlich nicht attraktiv, obwohl ihr Einsatz sowohl aus Klimaschutzgründen als auch aus volkswirtschaftlicher Sicht sinnvoll wäre. So lohnt sich heute der Betrieb von Wärmepumpen wegen der Belastung mit der EEG-Umlage kaum, obwohl die Pumpen energetisch wesentlich effizienter sind als Erdgas- oder Ölheizungen.

Ein weiteres Beispiel sind Pumpspeicherkraftwerke, deren Wirtschaftlichkeit durch den Ausbau der Photovoltaik beeinträchtigt wird. Dabei werden Energiespeicher immer wichtiger, je mehr fluktuierende Energien aus erneuerbaren Quellen in die Netze eingespeist werden.

Ausfelder, Florian et al.: Wechselwirkungen im Energiesystem. Mechanismen – Interaktionen - Beispiele (Schriftenreihe Energiesysteme der Zukunft), München 2015. ISBN: 978-3-9817048-2-2