Bayern hat sich, so wie es sich für unser in allen Belangen vorbildliches Bundesland nun mal gehört, besonders ehrgeizige Klimaschutzziele gesetzt. Gemäß Regierungserklärung von unserem Ministerpräsidenten Markus Söder (CSU) vom 21. Juli 2021 wird Bayern bereits 2040 klimaneutral, zehn Jahre schneller als die EU, fünf Jahre schneller als Gesamtdeutschland“, sagt Detlef Fischer, Geschäftsführer des Verbands der Bayerischen Energie- und Wasserwirtschaft (VBEW). Ein wesentlicher Baustein dafür ist nach allgemeiner Lesart, dass die energiebedingten CO2-Emissionen bis dahin auf Null sinken. Doch wer sind eigentlich die energiebedingten Hauptverursacher der CO2-Emissionen in Bayern?

„Hauptübeltäter sind also die Sektoren Verkehr, der im Wesentlichen noch auf fossilen Brennstoffen beruht, und die privaten Haushalte sowie Gewerbe, Handel und Dienstleistungen (GHD)“, erklärt Jochen Habermann, Referent für Versorgungswirtschaft und Mobilität beim VBEW. Deren CO2-Emissionen sind in den letzten Jahren kaum noch gesunken beim Verkehr sogar recht deutlich gestiegen.

Um Bayern bis 2040 klimaneutral zu transformieren, ist die Reduktion der CO2-Emissionen auf Null über alle Sektoren erforderlich. Im Sektor „Energiegewinnung + Umwandlung“ geht das nur über einen massiven Ausbau der erneuerbaren Energiegewinnung (insbesondere Strom), im Sektor „Verarbeitendes Gewerbe“ nur über den Einsatz klimaneutraler Energieträger wie klimaneutrale Gase (unter anderem Wasserstoff) und Elektrizität und im Sektor „Haushalte“ nur durch die energetische Gebäudesanierung bei gleichzeitiger Umstellung auf regenerative Heizenergie. Beim mit Abstand größten CO2-Verursacher „Verkehr“ bedeutet Klimaneutralität die Umstellung auf Elektromobilität mit regenerativ erzeugtem Strom, ergänzt durch Wasserstoff und Bio-Methan. Technologien, die CO2 gasförmig oder fest abscheiden, werden in der anschließenden Bierdeckel-Betrachtung nicht berücksichtigt.

Wärmepumpen sind dreimal effizienter als Ölheizungen

Die Summe der Maßnahmen wird eine weitgehende unmittelbare und mittelbare Elektrifizierung des Straßenverkehrs, der Industrie und des Gebäudewärmebedarfs bedeuten. Mit der Elektrifizierung geht auch ein Rückgang des Endenergieverbrauchs in Bayern um fast die Hälfte einher, weil Umwandlungsverluste etwa in Pkw-Motoren und Kraftwerken wegfallen und elektrische Wärmepumpen etwa dreimal effizienter sind als eine Ölheizung. Entsprechend basiert die nachfolgende „Bierdeckel-Rechnung“ von einem derzeit in Bayern bei 530 TWh befindlichen auf einem auf 220 TWh gesunkenen Endenergieverbrauch bis 2040. Da Strom aus Wind, Photovoltaik (PV) und Wasserkraft definitionsgemäß mit einem Wirkungsgrad von 100 Prozent angesetzt werden, nähern sich Endenergieverbrauch (EEV) und Primärenergieverbrauch (PEV) in einem klimaneutralen Energiesystem immer mehr an. Es kommen jedoch neue Speicherverluste für den zwischengespeicherten Strom hinzu.

In einer sehr vereinfachten Berechnung wurde im nächsten Schritt überschlagen, wie die benötigten 240 TWh pro Jahr bereitgestellt werden können, wenn ab 2040 keine fossilen Brennstoffe mehr eingesetzt werden. Hierbei wurde auf Ergebnisse von Kurzstudien der Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE) für den Verband der Bayerischen Energie- und Wasserwirtschaft (VBEW) zurückgegriffen, die den Flächenbedarf erneuerbarer Energien und die Energiegewinnung in Bayern für ein 100 Prozent „grünes“ Szenario abgeschätzt haben. Um 2040 die benötigte Endenergie klimaneutral zu gewinnen, ist ein Ausbau der erneuerbaren Energien erforderlich.

Ein Großteil der benötigten Endenergie kann durch Sonne (Photovoltaik + Solarthermie), Biomasse (fest, flüssig, gasförmig), Wind, Wasserkraft und Geothermie in Bayern erzeugt werden. Der Rest von knapp 36 TWh muss in diesem Szenario importiert werden, sowohl in Form von Strom als auch von Wasserstoff oder anderen klimaneutralen Energieträgern. Die hierfür zu leistenden Anstrengungen sind gewaltig und mit dem bisher Geleisteten nicht zu vergleichen. Den Fans von importierten Energiemengen aus dem Ausland zur Realisierung eines klimaneutralen Bayerns bis 2040 sei zugerufen, dass alle Länder vor der Aufgabe stehen, bis spätestens 2050 eine klimaneutrale Energieversorgung aufzubauen. Daher werden alle Länder zunächst einmal versuchen, ihren eigenen Energiebedarf erneuerbar oder mit Kernkraft zu decken. Nur was übrig bleibt wird den Weg nach Bayern finden, es sei denn, das Ausland deckt seinen eigenen Energiebedarf weiterhin über fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas. Das wäre dann aber zumindest für das globale Klima eine Milchmädchenrechnung und unter Niveau für eine intelligente bayerische Wohlstandsgesellschaft.

Biomasse benötigt die meiste Fläche

Ein 100 Prozent erneuerbares Energiesystem benötigt 2040 signifikant mehr Flächen in Bayern als das heutige System mit noch vorhandenen Kraftwerken und importierten fossilen Energieträgern. In einem zweiten Schritt wurden entsprechend den FfE-Studien die Flächen überschlagsweise berechnet, die ein 100 Prozent „grünes“ Szenario erfordern. Der mit Abstand größte Posten geht dabei auf die Biomasse (insbesondere für die nachhaltige Waldbewirtschaftung) zurück, wie in der Bayern-Karte grafisch dargestellt. Solar- und Windkraftanlagen sowie Speicher beanspruchen demgegenüber relativ wenige Flächen. Bei der Bewertung der Flächeninanspruchnahme durch die einzelnen Energieträger ist stets zu berücksichtigen, welche Flächenveränderung (zum Beispiel Versiegelung, Ausschluss einer anderen Nutzungsmöglichkeit et cetera) damit einhergeht.

Die dargestellte „Bierdeckel-Rechnung“ ist nur eine grobe Überschlagsrechnung, wie ein 100 Prozent klimaneutrales Bayern zur Deckung des Energiebedarfs aussehen könnte. Eine detailliertere Betrachtung wird in dem derzeit laufenden Projekt „Bayernplan Energie 2040“ der FfE im Auftrag der VBEW Dienstleistungsgesellschaft mbH durchgeführt. Ausgehend von zwei bis drei unterschiedlichen Zielszenarien wird die energieverbrauchende und die energiebereitstellende Seite für Bayern modelliert und zeitlich wie räumlich auf Landkreisebene aufgelöst dargestellt. Jede Region, jede Stadt, jedes Dorf und jeder Bürger ist betroffen. Auch eine alte Lebensweisheit: Was der eine nicht leistet muss der andere mehr leisten. Im nächsten Schritt werden die erforderlichen Entwicklungspfade und Handlungsfelder sowie die konkreten Maßnahmen auf technisch-ökonomischer Ebene für ein „Klimaneutrales Bayern 2040“ aufgezeigt. Die Studie wird Ende 2022 vorliegen und für alle Akteure und die Gesellschaft eine wichtige Orientierungshilfe zur Fortführung der Energiewende bieten.

„Aus der Energiewende auf dem Bierdeckel wird erst dann brauchbare Realität, wenn es uns gelingt, mit erneuerbaren Ressourcen ein Energieversorgungssystem aufzubauen, welches auch im Winter bei kalter Dunkelflaute in Mitteleuropa zuverlässig unseren bisherigen Lebensstandard möglichst weitgehend gewährleistet. Niemand in unserer Gesellschaft wird bereit sein, im Winter zu frieren oder auf das Elektro-Autofahren zu verzichten und auch die Konsumgüterindustrie möchte uns weiterhin mit möglichst vielen Wegwerfartikeln beglücken“, sagt VBEW-Geschäftsführer Fischer.

Langfristige Speicherung ist die Herausforderung

Neben vielen noch zu lösenden Aufgaben liegt die wahre Herausforderung daher in der mittel- und langfristigen Speicherung von Elektrizität. Man darf gespannt sein, welche Technologien hier das Rennen machen und ob diese zum erforderlichen Zeitpunkt auch für die breite Anwendung zur Verfügung steht. „Bange sollte uns vor dieser Aufgabe allerdings nicht sein, wir dürfen nur nicht den Kardinalfehler begehen, vor lauter klimapolitischem Übereifer die Technologien vorschnell abzuschalten die heute für eine warme Stube sorgen. Damit würden wir die gesellschaftliche Akzeptanz für die Energiewende, ganz unabhängig von den ohnehin von allen zu tragenden Kosten, verlieren“, meinen Fischer und Habermann.
(Ralph Schweinfurth)