Infrastrukturen für ein klimaneutrales Wirtschaftssystem

Um die volatile Energie der Erneuerbaren Energien ins Netz einzuspeisen und von den vielen dezentralen Versorgungsquellen bis zu den Endverbraucherinnen und -verbrauchern zu übertragen und zu verteilen oder aber zwischenspeichern zu können, sind zum einen der Ausbau und die Digitalisierung der Stromnetze sowie Lösungen für einen effizienten Systembetrieb erforderlich. Nur so können Energieangebot und -nachfrage optimal miteinander verzahnt werden. Vor allem dadurch wird der Bedarf an Grund- und Regellastkraftwerken deutlich reduziert und Kosten für die Vorhaltung ihrer Leistung gesenkt.

Neue Infrastrukturen und Transportwege sind außerdem in den Bereichen Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid erforderlich. Carbon Capture and Usage / Storage (CCUS) , also die Abscheidung, Nutzung und Speicherung von CO_2, stellt eine zentrale Säule der klimaneutralen Industrie dar. Denn auch in einem klimaneutralen Wirtschaftssystem werden unvermeidbare CO₂-Mengen entstehen, beispielsweise bei der Herstellung von Zement. Im Zuge der Transformation muss dazu der Transport von CO₂ zwischen Quellen und Senken ermöglicht werden. Auch der Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur, die Abnehmer einerseits mit Elektrolyseuren innerhalb und außerhalb Nordrhein-Westfalens und andererseits mit wasserstoffimportierenden Seehäfen verbindet, ist ein wichtiger Baustein für die klimaneutrale Transformation. Grüner Wasserstoff wird unter anderem zur Dekarbonisierung industrieller Prozesse benötigt, bei denen eine direkte Elektrifizierung mit erneuerbarem Strom nicht möglich ist. Darüber hinaus kann klimafreundlich hergestellter Wasserstoff zur Stabilisierung und Dekarbonisierung des Energiesystems beitragen, indem er in wasserstofffähigen Kraftwerken eingesetzt wird. Für den Hochlauf braucht es dabei klare Zeitpläne für den Umstieg von fossilem Erdgas auf grünen Wasserstoff, damit Planungssicherheit entsteht und Lieferverträge geschlossen werden können. Die Umrüstung bestehender Abschnitte des Gasnetzes, die bisher fossiles Erdgas transportieren, ermöglicht den schnellen Aufbau eines europaweiten Wasserstoffnetzes. Zusätzlich müssen auch bestehende Gasspeicher auf den Betrieb mit grünen Gasen umgerüstet und neue Speicher entwickelt werden.

Nicht zuletzt ist die Wärmewende und damit der Aus- und Neubau von Wärmenetzen auf dem Weg zur Klimaneutralität unverzichtbar. Wärmenetze können Wärme aus Kraft-Wärme-Kopplung, unvermeidbarer Abwärme oder Fluss-, Luft- und Erdwärme zu den Verbraucherinnen und Verbrauchern transportieren. Sie werden neben Wärmepumpen, die mit Strom betrieben werden, die klimaneutrale Wärmeversorgung im Gebäudesektor dominieren.

Sichere Energie durch Flexibilisierung

Damit das Energiesystem der Zukunft mit einem wachsendem Anteil Erneuerbarer Energien eine gleichbleibend hohe Versorgungssicherheit gewährleisten kann, braucht es eine Reihe von sogenannten Flexibilisierungsoptionen. Nur so kann immer dann Energie bereitgestellt werden, wenn sie gebraucht wird.

Zentrale Flexibilisierungsoptionen sind Strom-, Wärme- und Wasserstoffspeicher: Wenn die Erneuerbaren Energien viel Strom produzieren, stellen sie sicher, dass das Überangebot nicht ungenutzt verloren geht. Auch flexible Gaskraftwerke können einen Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten. Zudem wird die Flexibilisierung der Nachfrage zunehmend wichtiger. Denn wenn stromintensive Prozesse auf die Zeiten verschoben werden können, in denen das Angebot an Erneuerbaren Energien besonders hoch ist, können weitere Treibhausgasemissionen vermieden werden. Andere wichtige Flexibilisierungsoptionen entstehen durch die Sektorenkopplung, d.h. den Energieaustausch zwischen verschiedenen Anwendungsbereichen.