Steigender Energiebedarf: Deutschland droht die Ökostrom-Lücke

Die Experten des EWI schätzen den Bruttostromverbrauch im Jahr 2030 auf bis zu 748 Terawattstunden (TWh). Das entspricht einer Steigerung von fast 26 Prozent zum Stromverbrauch der Deutschen im vergangenen Jahr. Es ist aber vor allem viel mehr, als die Bundesregierung erwartet. Sie kalkuliert bis 2030 sogar mit einem Rückgang um 4,5 Prozent auf 590 TWh.

Das EWI hat die Leitstudie, die es im vergangenen Jahr für die Deutsche Energieagentur (Dena) erstellt hat, um aktuelle Entwicklungen, unter anderem die Beschlüsse im Klimapaket, ergänzt und die Schätzung für die Stromnachfrage noch einmal angehoben. „Das liegt zum einen am gewünschten Durchbruch der Elektromobilität, aber auch im Wärmebereich rechnen wir mit einem deutlichen Anstieg des Stromverbrauchs“, erklärt Gierkink.

Nach der EWI-Analyse wird der Verkehr den Stromverbrauch bis 2030 um 64 TWh nach oben treiben. In Gebäuden wird er um 17 TWh klettern. In der Industrie wird der Stromverbrauch zwar nach der Analyse des EWI um 15 TWh sinken, weil die Unternehmen energieeffizienter arbeiten werden.

Allerdings werden die Unternehmen ihre CO2-Emissionen zu einem großen Teil durch den Einsatz von grünem Wasserstoff drücken – und dessen Herstellung ist stromintensiv. Das EWI kalkuliert mit einem Anstieg des Strombedarfs um 55 TWh durch die Elektrolyse, der Herstellung von Wasserstoff. Deutschland droht deshalb in eine gefährliche Ökostromlücke zu laufen.

Der Ausbau der erneuerbaren Energien wird mit dem steigenden Stromverbrauch nicht Schritt halten. Nach den Berechnungen des EWI wird Deutschland 2030 nur 46 Prozent des Stromverbrauches aus erneuerbaren Energien decken – und damit das Ziel der Bundesregierung deutlich verfehlen.

Prognoselücke kaum zu erklären

Warum die Bundesregierung mit einer sinkenden Stromnachfrage plant, ist kaum zu erklären. Nach der Energiewende will sie schließlich auch in den Sektoren Verkehr und Wärme die Wende zu klimafreundlichen Technologien durchsetzen – und die setzen auf Strom. Laut Klimapaket sollen 2030 bis zu zehn Millionen Elektroautos auf den deutschen Straßen fahren.

Im Schnitt verbraucht ein Stromer zwischen 15 und 25 Kilowattstunden (kWh) auf 100 Kilometer. Die Denkfabrik Agora Energiewende rechnet – in einer konservativen Schätzung – bei sieben Millionen mit einem zusätzlichen Strombedarf von ungefähr 25 Terawattstunden. Das sind knapp fünf Prozent des heutigen Gesamtverbrauchs.

Massentaugliche Alternativen zum strombetriebenen Fahrzeug gibt es bislang kaum. Und auch im Bereich Wärme ist Strom das Mittel der Wahl. 2018 belegten Wärmepumpen unter den neuen Heizsystemen schon den ersten Platz. Wenn es nach der Politik geht, müssen es aber deutlich mehr werden.

Wärmepumpen nutzen thermische Energie, die in Luft, Erde oder Wasser gespeichert ist, um Häuser zu heizen. Die Anlagen wandeln die teilweise niedrigen Temperaturen in Wärme um, haben aber einen hohen Stromverbrauch. Noch wärmt sich der Großteil deutscher Haushalte mit Öl- oder Gasheizungen.

Erneuerbare haben im Wärmesektor bislang lediglich einen Anteil von 13,9 Prozent. Um die Klimaziele auch im Wärmesektor zu erreichen, rechnen Experten damit, dass es bis 2030 mindestens vier Millionen Wärmepumpen braucht. Auch dafür werden wieder viele Terawattstunden an zusätzlichem Strom benötigt.

„Die Bundesregierung geht davon aus, dass wir 2030 weniger Strom verbrauchen werden als heute. Gleichzeitig kommen Dinge wie Wärmepumpen oder Elektroautos zum heutigen Verbrauch hinzu. Unser Stromverbrauch würde also nur sinken, wenn unsere Effizienzgewinne sehr, sehr groß wären“, warnt Matthias Deutsch von Agora Energiewende. Damit rechne im Moment jedoch niemand.

Gleichzeitig geht der Ausbau der Erneuerbaren hierzulande schleppend voran. Die Klimaziele könnten erneut verfehlt werden, warnen Verbände, Unternehmen und Wissenschaftler schon jetzt: „Wir liegen beim Ausbau der Windkraft derzeit um den Faktor sieben unter dem, was wir eigentlich bräuchten und sind damit meilenweit vom Ziel entfernt“, sagt Dirk Güsewell, Leiter der Projektentwicklung bei dem baden-württembergischen Energieversorger EnBW.

Aktuell decken über 30.500 Windräder und über 1,5 Millionen Solaranlagen 43 Prozent des Strombedarfs in Deutschland. Bis 2030 soll dieser Anteil nach den Plänen der Bundesregierung auf 65 Prozent steigen. Im jetzigen Ausbautempo dürfte das aber kaum gelingen. Während sich der Markt für Photovoltaik nach der Krise gerade erst erholt hat, steckt der deutsche Windmarkt in der Flaute.

In zehn Jahren sollen sich nach den Plänen der Bundesregierung eigentlich hierzulande Windkraftanlagen mit einer Leistung von insgesamt 69.000 Megawatt (MW) drehen. Dafür bräuchte es einen Zubau von mindestens 3800 MW pro Jahr. Anders ausgedrückt: Es müssten mindestens 3,5 Windräder pro Tag aufgestellt werden. „2019 wurden aber bisher rechnerisch nur 0,5 Windkraftanlagen pro Tag gebaut“, sagt Güsewell. Die Klimaziele werden so „deutlich verfehlt“, sagt der EnBW-Manager.

Lange Genehmigungsverfahren, zu wenig ausgewiesene Flächen, immer mehr Klagen gegen neue Anlagen und ein viel zu langsamer Ausbau des Stromnetzes haben den Windmarkt in Deutschland fast zum Erliegen gebracht. Die Situation droht sich zu verschärfen, wenn Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier (CDU) bei seinen Plänen bleibt, dass neue Windräder mindestens 1000 Meter von Wohnsiedlungen entfernt sein müssen. Die Flächen, auf denen Windkraft in Deutschland sinnvoll betrieben werden kann, könnte sich so im schlimmsten Fall halbieren.

Das EWI kalkuliert zwar noch mit einem kräftigen Anstieg an Strom aus Erneuerbaren Energien von 226 TWh im Jahr 2018 um 53 Prozent auf 345 TWh. Das ist nur etwas weniger als in der Prognose der Bundesregierung. Weil die Stromnachfrage aber deutlich wachsen wird, werden die erneuerbaren Energien im Jahr 2030 eben nicht einmal die Hälfte des Stromverbrauchs decken können.

Industrie setzt auf Elektrifizierung

Dabei soll der preiswerte Grünstrom aus Windkraftanlagen eigentlich der Schlüssel zur CO2-Reduktion der deutschen Industrie sein. Beispiel Chemie. „Mit ausreichend Energie aus erneuerbaren Quellen können Chemiker fast alle Stoffe treibhausgas-neutral umwandeln“, sagt Rudolf Staudigl, Vorstandschef der Münchener Wacker Chemie AG.

Seit Jahrzehnten fußt die Produktion der Chemie auf einem einfachen Prinzip: Aus den fossilen Rohstoffen Öl und Gas wird der Grundbaustein gewonnen: der Kohlenstoff. Er ist die Basis für einfache Massenkunststoffe und lässt sich immer weiter zu Spezialprodukten veredeln. Das Aufspalten und Neu-Zusammensetzen der Moleküle braucht wiederum viel Energie, die heute vor allem durch Gas geliefert wird. Auf diese Kette ist die gesamte Verfahrenstechnik in der Chemie ausgerichtet – mit dem bekannten Ausmaß an CO2-Emissionen.

Doch diese Emissionen will die Industrie massiv senken. Bayer hat vor wenigen Tagen angekündigt, bis zum Jahr 2030 klimaneutral zu wirtschaften. Lanxess will dies 2040 erreichen. Und BASF hat sich bis 2030 zumindest das Ziel des klimaneutralen Mengenwachstums gesetzt. Erreicht werden kann das jedoch nur, wenn die Prozessenergie in Form von grünem Strom bereitgestellt wird.

BASF etwa arbeitet an der Entwicklung eines elektrisch betriebenen Crackers. Das sind Großanlangen, in denen unter hohem Energieeinsatz Rohstoffe aufgespalten werden. Es sind die größten und CO2-intensivsten Produktionsanlagen in der Chemie, die bisher vor allem mit Gas betrieben werden. Die Umstellung auf Strom ist eine Riesen-Herausforderung für BASF: „Um einen Cracker elektrisch zu betreiben, brauchen wir die dreifache Menge Strom, der billig sein muss und aus erneuerbaren Quellen stammt“, erläutert BASF-Chef Martin Brudermüller.

Und die müsste stets in ausreichender Menge verfügbar sein. Wie groß der Strombedarf der chemischen Industrie in den kommenden Jahrzehnten sein könnte, haben jüngst der Branchenverband VCI, die Dechema Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie und das Beratungsunternehmen Future Camp in einer groß angelegten Studie aufgezeigt. Deren Fazit lautet: Die deutsche Chemie kann ihren Treibhausgasausstoß mithilfe neuer Produktionstechnologien bis 2050 zwar fast vollständig reduzieren.

Nötig sind dafür günstige Rahmenbedingungen, insbesondere große Mengen emissionsfreien Stroms zu niedrigen Preisen. So könnte die Branche die Treibhausgasemissionen bis 2050 um 61 Prozent senken, wenn sie in neue Prozesse investiert. Allerdings wird dafür eine immense Menge an erneuerbarer Energie benötigt: 224 Terawattstunden pro Jahr wären es laut VCI und Dechema. Das entspricht in etwa der gesamten Menge an Grünstrom, der 2018 in Deutschlands produziert wurde.

Wenn die Industrie bis 2050 komplette Klimaneutralität erreichen will, sind die Dimensionen noch viel größer. Der Strombedarf würde ab Mitte der 30er-Jahre rasant ansteigen und mit 628 Terawattstunden etwa das Niveau der gesamten heutigen Stromproduktion in Deutschland erreichen, heißt es in der Untersuchung. „Je ambitionierter die deutsche Chemie das Ziel Treibhausgasneutralität verfolgt, umso stärker steigen die damit verbundenen Kosten und der Strombedarf“, sagt Covestro-Vorstand Klaus Schäfer.

Auch für die Stahlindustrie ist die Dekarbonisierung mit dem Einsatz großer Strommengen verbunden. Das Mittel der Wahl ist zumeist grüner Wasserstoff, hergestellt aus Wasser und Ökostrom. Die Hersteller planen in den kommenden Jahrzehnten mit Milliardeninvestitionen, um die Kohle im Herstellungsprozess durch das klimaneutrale Gas zu ersetzen.

So will beispielsweise der größte Stahlkocher Thyssen-Krupp bis 2050 rund zehn Milliarden investieren, um seine Hochöfen Schritt für Schritt durch sogenannte Wasserstoff-Reduktionsanlagen zu ersetzen. Wettbewerber wie Arcelor-Mittal verfolgen ähnliche Pläne.

Doch bis mit den geplanten Wasserstoff-Anlagen von Hamburg bis Völklingen tatsächlich grüner Stahl produziert werden kann, braucht es ausreichend grünen Strom. Und die benötigte Menge allein für die Stahlindustrie ist immens: So bräuchte es nach Berechnungen der IG Metall rund 12.000 neue Windräder, um die deutschen Stahlhersteller auf eine grüne Produktion umzustellen.

Was das in der Praxis bedeutet, zeigt das Beispiel der österreichischen Voestalpine, die derzeit mit Siemens, dem Energieversorger Verbund und weiteren Unternehmen an der grünen Wasserstoffproduktion forscht. Sollte der Konzern aus Linz eines Tages komplett auf Wasserstoff umstellen, dürfte der Energiebedarf um 30 Terawattstunden pro Jahr ansteigen, so Berechnungen des Unternehmens. Das entspräche fast der Hälfte des derzeitigen Stromverbrauchs in Österreich.

Auch der deutsche Hersteller Salzgitter hat bereits konkrete Pläne für den Umbau seiner Produktion. Doch angesichts der unsicheren Rahmenbedingungen hält sich der Konzern mit konkreten Investitionen zurück. „Wie alle in der Stahlindustrie diskutierten Ansätze werden wir auch mit unserer zukünftig immer stärker wasserstoffbasierten Produktion in ganz erheblichem Maße darauf angewiesen sein, dass elektrische Energie sowohl in den benötigten Mengen als auch dauerhaft und preisgünstig verfügbar ist“, beschreibt Volker Hille, Leiter Corporate Technology bei Salzgitter, das Problem.

Eine Studie des Marktforschungsunternehmens Energy Brainpool im Auftrag von Greenpeace rechnet vor, dass es 107 Gigawatt (GW) grünen Wasserstoff bis 2035 bräuchte, um alle Bereiche in Deutschland mit grünem Wasserstoff zu versorgen. Ob grüner Wasserstoff tatsächlich den Durchbruch schaffen wird, ist zwar noch offen.

„Aber selbst, wenn man den zusätzlichen Strombedarf durch grünen Wasserstoff herausrechnet, wird der Stromverbrauch bis 2030 um fast ein Fünftel steigen“, sagt Gierkink vom EWI. Wenn der Ausbau der erneuerbaren Energien im aktuellen Tempo weitergeht, kommt auch dann 2030 gerade mal die Hälfte des deutschen Stroms aus regenerativen Quellen. Es scheint, als würde Deutschland seine Klimaziele erneut haushoch verfehlen.

Mehr: Der Grünen-Energiepolitiker Michael Bloss im Europaparlament hält Ursula von der Leyens Green Deal immer noch für zu wenig. Ein einheitlicher CO2-Preis würde nicht funktionieren.