Energie<span class="d-none d-md-inline">-</span><br class="d-none d-md-block">versorgungFokussiert

Die zugrundeliegenden Szenarien basieren auf Bilanzen beispielsweise für Energie, CO₂ und Landfläche,^{Pfennig, A. Bilanz-basierte Welt-Szenarien. https://www.vision3000.eu/sustainability-en/scenario-explorer-en (2021)} die die Entwicklung der Vergangenheit in die Zukunft fortschreiben, dabei aber eine gezielte Veränderung ausgewählter Parameter erlauben, um deren Einfluss zu bewerten. Diese Szenarien beschreiben die Welt insgesamt; die Perspektive für Deutschland ist mit sinnvollen Annahmen daraus abgeleitet, die sich an aktuellen Daten orientieren. Für das Energieszenario wird angenommen, dass der globale Ausbau von Wind- und Sonnenenergie mit 20% pro Jahr zunimmt, was etwa der mittleren Entwicklung der letzten zehn Jahre entspricht.^{BP. Statistical Review of World Energy June 2019. bp-stats-review-2019-all-data.xlsx. bp global https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html (2020)} Da der Ausbau nicht immer weiter zunehmen kann, wird eine Obergrenze des Ausbaus bei einer Substitution von 3% des Primärenergiekonsums pro Jahr angenommen (Energie nach der Substitutionsmethode berechnet). Dies entspricht der Rate, mit der Solaranlagen und Windkrafträder, die heute eine Lebensdauer von etwa 30 Jahren haben, jährlich ausgetauscht werden müssen, also der Rate, die nach der Energiewende benötigt wird, um die dann vorhandenen Anlagen in Betrieb zu halten. Eine höhere Substitutionsrate würde bedeuten, dass Überkapazitäten bei der Herstellung von Solaranlagen und Windkrafträdern nach der Energiewende abgebaut werden müssten, was wirtschaftlich nur bedingt sinnvoll ist.^{Pfennig, A. Sustainable Bio- or CO2 economy: Chances, Risks, and Systems Perspective. CBEN 6, 90–104 (2019)} Dies ist zwar keine harte Grenze, beschreibt aber einen zügigen Ausbau, der herausfordernd ist, wenn er global bis 2055 durchgehalten werden soll. Zudem wird angenommen, dass der globale mittlere Primärenergiekonsum von heute 21500kWh bis 2070 linear bis auf 27400 kWh pro Kopf und Jahr zunimmt, da dies nach Arto et al.^{Arto, I., Capellán-Pérez, I., Lago, R., Bueno, G. & Bermejo, R. The energy requirements of a developed world. Energy for Sustainable Development 33, 1–13 (2016)} ein entwickeltes Leben in Wohlergehen zulässt. Ein Mehrbedarf an Energie für eine CO₂-Ökonomie ist nicht berücksichtigt, da diese deutlich teurer ist als eine Bioökonomie, die beim Zukunftsbild Fokussiert stattdessen realisiert wird.^{Keith, D. W., Holmes, G., Angelo, D. St. & Heidel, K. A Process for Capturing CO2 from the Atmosphere. Joule 2, 1573–1594 (2018)}

Das Szenario für Deutschland ergibt sich ausgehend vom heutigen Stand bei einer Entwicklung des Ausbaus mit gleichen Annahmen wie bei der globalen Entwicklung.^{BP. Statistical Review of World Energy June 2019. bp-stats-review-2019-all-data.xlsx. bp global https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html (2020)} Um dies zu erreichen, wird nach Klafka^{100 % regenerative Energieversorgung in Deutschland: (Wie) Geht das? https://www.youtube.com/watch?v=gfdrsqsw7yE (2020).} nach Abschluss der Energiewende etwa fünffach mehr Strom durch Sonnen- und Windenergie bereitgestellt werden müssen, als dies 2020 der Fall war. Bis 2060 wird der Pro-Kopf-Primärenergiekonsum etwa 30000kWh pro Kopf und Jahr (nach Substitutionsmethode^{Pfennig, A. Bilanz-basierte Welt-Szenarien. https://www.vision3000.eu/sustainability-en/scenario-explorer-en (2021)}) und der Endenergiekonsum 14000kWh pro Kopf und Jahr erreichen. Dies liegt etwas oberhalb des globalen Mittelwertes, da davon auszugehen ist, dass die zur Gebäudeheizung benötigte Energie vom jeweiligen Breitengrad abhängt und in Deutschland daher ein gegenüber dem globalen Mittelwert leicht erhöhter Energiebedarf resultiert. In 2040 liegt der Endenergiekonsum bei etwa 20000kWh pro Kopf und Jahr. Die Abnahme gegenüber etwa 30000kWh pro Kopf und Jahr in 2019 ^{UBA Umweltbundesamt. Energieverbrauch nach Energieträgern und Sektoren. https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/energieverbrauch-nach-energietraegern-sektoren (2020)} ist größtenteils darauf zurückzuführen, dass die fossilen Brennstoffe bereits weitgehend durch erneuerbaren Strom ersetzt wurden, sowie auf eine darüber hinausgehende Energieeinsparung von 15%, die mit fokussierten, effizienten Maßnahmen erreicht wird. Die Umsetzung der Energiewende wird durch Energiesparen erleichtert, wobei besonders solche Sparmaßnahmen wichtig sind, die viel bringen, den Lebensstil aber nur wenig beeinflussen. Beispiele sind eine bessere Wärmeisolierung bei Gebäuden, die Nutzung kleinerer Pkw, eine Geschwindigkeitsbegrenzung auf Autobahnen, die Wahl nähergelegener Urlaubsziele und der technische Fortschritt zum Beispiel mit sparsameren Haushaltsgeräten. Weitergehende Energiesparmaßnahmen werden nicht benötigt, da die wesentliche Reduktion des CO₂-Ausstoßes durch eine Beschleunigung der Energiewende bewirkt wird. Zur Stabilisierung des Klimas müssen weltweit in der Größenordnung von 2000Gt CO₂ wieder aus der Atmosphäre entfernt werden.^{Hansen, J. et al. Target Atmospheric CO₂: Where Should Humanity Aim? The Open Atmospheric Science Journal 2, (2008)} Bezogen darauf bewirken viele weitere in der Literatur vorgeschlagene Energiesparmaßnahmen nur kleine Reduktionen des CO₂-Ausstoßes, die teilweise deutliche Veränderungen des Lebensstils erfordern (siehe zum Beispiel^{HWG. Energie Spar ebook. Geld sparen und Klima schützen! (neobooks Self Publishing, 2017). Lettenmeier, M., Akenji, L., Koide, R., Amellina, A. & Toivio, V. 1.5-degree lifestyles. Targets and options for reducing lifestyle carbon footprints – A summary. 46 https://www.sitra.fi/en/publications/1-5-degree-lifestyles/ (2019) Koschak, M. Klimaschutz im Alltag. Kleine Taten – grosse Wirkung. (BuchVerlag für die Frau, 2020). Poortinga, W., Steg, L., Vlek, C. & Wiersma, G. Household preferences for energy-saving measures: A conjoint analysis. Journal of Economic Psychology 24, 49–64 (2003) SITRA. Pathways to 1.5-degree lifestyles by 2030. https://www.sitra.fi/en/publications/pathways-to-1-5-degree-lifestyles-by-2030/ (2020)}). Wenn die Energiewende abgeschlossen ist, hat der Pro-Kopf-Energiekonsum keinen wesentlichen Einfluss mehr auf den Klimawandel. Es wird beim Zukunftsbild Fokussiert daher davon ausgegangen, dass nur wesentliche Energieeinsparungen realisiert werden, die sich auch im Geldbeutel der Konsument:innen positiv bemerkbar machen und die durch eine Bepreisung der CO₂-Emissionen angetrieben werden. Darüber hinausgehende Sparmaßnahmen werden sich nur schwer allgemein durchsetzen lassen, insbesondere, da viele dieser Maßnahmen einen deutlichen Einfluss auf den Lebensstil haben. Es ist allerdings davon auszugehen, dass sich auch zukünftig manche Menschen dafür entscheiden, individuell besonders energiesparsam zu leben.

Dieses Szenario ergibt sich aus detaillierten Szenarienrechnungen von Peter Klafka.^{100 % regenerative Energieversorgung in Deutschland: (Wie) Geht das? https://www.youtube.com/watch?v=gfdrsqsw7yE (2020).} Für die Wasserstofferzeugung wird 85% Effizienz von PEM-Elektrolyseuren angenommen, die Wasserstoff bei erhöhtem Druck erzeugen und schnell an- und abgefahren werden können. Das Ausbauszenario stimmt auch überein mit dem von Gerhards et al., ^{Gerhards, C. et al. Klimaverträgliche Energieversorgung für Deutschland – 16 Orientierungspunkte / Climate-friendly energy supply for Germany—16 points of orientation. 1–55 https://zenodo.org/record/4409334 (2021) doi:10.5281/ZENODO.4409334} auch wenn dort eine schnellere Energiewende gefordert wird und der Anteil der Bioenergie begrenzt ist, weil die vegane Ernährungswende, die beim Zukunftsbild Fokussiert zugrunde gelegt wird, unberücksichtigt bleibt. Auch bei Gerhards et al.^{Gerhards, C. et al. Klimaverträgliche Energieversorgung für Deutschland – 16 Orientierungspunkte / Climate-friendly energy supply for Germany—16 points of orientation. 1–55 https://zenodo.org/record/4409334 (2021) doi:10.5281/ZENODO.4409334} ergibt eine Literaturauswertung, dass die Energiekosten nach der Energiewende nicht notwendigerweise höher sind als heute.

Im Szenario wird zugrunde gelegt, dass 2040 Schiffe und Flugzeuge aufgrund der hohen Energiedichte weiterhin mit flüssigen Treibstoffen betrieben werden. Durch die vegane Ernährungswende ist hierfür ausreichend Landfläche verfügbar ohne die globale Ernährungssicherheit zu gefährden. Insgesamt wird davon ausgegangen, dass 10% des Primärenergie-Konsums durch biogene Brennstoffe bereitgestellt werden, was für Schiffe, Flugzeuge und industrielle Prozesse, bei denen nicht auf Wasserstoff als Energieträger oder Strom umgestellt werden kann, ausreichend ist. Der Bedarf an Landfläche zur Erzeugung der Bioenergie kann dabei nicht alleine in Deutschland gedeckt werden. Es ist daher davon auszugehen, dass Bioenergie wie im folgenden Abschnitt genauer ausgeführt aus flächenreicheren Ländern importiert werden muss.

Da ein stabiles und der menschlichen Zivilisation zuträgliches Klima nur dann sichergestellt werden kann, wenn die CO₂-Konzentration der Atmosphäre wieder auf 350ppm reduziert wird, was etwa dem Niveau Ende der 1980er Jahren entspricht, muss CO₂ in großem Maßstab aus der Atmosphäre abgetrennt und gespeichert werden.^{Hansen, J. et al. Target Atmospheric CO₂: Where Should Humanity Aim? The Open Atmospheric Science Journal 2, (2008)} Dieser Wert wurde zwar in der Nachfolge angezweifelt, allerdings steigt beispielsweise seit Jahrzehnten der Meeresspiegel durch das Abschmelzen der Eisschilde auf Grönland und der West-Antarktis, was klar auf ein seit Jahrzehnten instabiles Erdsystem hinweist.^{Nerem, R. S. et al. Climate-change–driven accelerated sea-level rise detected in the altimeter era. PNAS 115, 2022–2025 (2018)} Beim Zukunftsbild Fokussiert werden die sogenannten negativen Emissionen durch Aufforstung und BECCS erreicht.^{Fuss, S. et al. Negative emissions—Part 2: Costs, potentials and side effects. Environ. Res. Lett. 13, 063002 (2018)} Für beides ist aufgrund der veganen Ernährungswende nach Szenarien von Pfennig^{Pfennig, A. Sustainable Bio- or CO2 economy: Chances, Risks, and Systems Perspective. CBEN 6, 90–104 (2019), Pfennig, A. Bilanz-basierte Welt-Szenarien. https://www.vision3000.eu/sustainability-en/scenario-explorer-en (2021)} global ausreichend fruchtbare Landfläche verfügbar ohne die Ernährungssicherheit der Menschheit zu gefährden, siehe die Texte „Ernährung“, „Landnutzungswandel und Böden“, und „Nahrungsmittel und nachwachsende Rohstoffe“. Deutschland ist im Vergleich zu anderen Ländern allerdings relativ dicht besiedelt, sodass Landfläche in anderen Ländern genutzt werden muss, die mehr fruchtbare Fläche zur Verfügung haben.

Das als Alternative zur Umsetzung der negativen Emissionen vorgeschlagene DACCS (direct air carbon capture and storage) wird im Zukunftsbild „Fokussiert“ nicht berücksichtigt. Bei DACCS würde, anders als bei BECCS, zwar keine Konkurrenz mit der Nahrungsmittelerzeugung um Ackerland auftreten, sodass keine vegane Ernährungswende nötig würde. Allerdings würde eine CO₂-Ökonomie zu einem erheblichen Mehrbedarf an Energie führen, der die Energiewende verzögern, und sehr hohe zusätzliche Kosten verursachen würde.^{Keith, D. W., Holmes, G., Angelo, D. St. & Heidel, K. A Process for Capturing CO2 from the Atmosphere. Joule 2, 1573–1594 (2018)} Zur Verdeutlichung der Mehrkosten ergeben Szenarien von Pfennig^{Pfennig, A. Bilanz-basierte Welt-Szenarien. https://www.vision3000.eu/sustainability-en/scenario-explorer-en (2021)} bei einer Zuordnung der Kosten für die CO₂-Ökonomie nach den Kalorien eines Lebensmittels eine Verteuerung eines 200-g-Schweinekoteletts um 1,50€, eines 250g-Stückes Butter um 6,60€ und eines Liters Milch um 2,35€. Im Thementext „Nahrungsmittel und nachwachsende Rohstoffe“ wird im Detail begründet, warum Bio-Kraftstoffe und Bio-Materialien sich am Markt gegenüber zum Beispiel Power-to-X-Kraftstoffen, bei denen überschüssige Sonnen- und Windenergie zur Herstellung von Wasserstoff und anderen Kraftstoffen genutzt werden, und CO₂-basierten Materialien durchsetzen werden. Solche CO₂-basierten Materialien sind beispielsweise Methanol und andere Kohlenwasserstoffe, die als Ausgangsmaterial für die Chemische Industrie oder als Brennstoff verwendet werden können.

Der Preis von 200€ pro Tonne CO₂ in 2035 entspricht dem Wert, der zum Erreichen der Klimaziele führt.^{UBA Umweltbundesamt. Rebound-Effekte. (2019) BMU Bundesministerium für Umwelt Naturschutz und nukleare Sicherheit & Schulze, S. Schulze: CO2-Preis kann sozial gerecht gestaltet werden – BMU-Pressemitteilung. bmu.de https://www.bmu.de/PM8614 (2019) Edenhofer, O., Flachsland, C., Kalkuhl, M., Knopf, B. & Pahle, M. Optionen für eine CO2-Preisreform – MCC-PIK-Expertise für den Sachverständigenrat zur Begutachtung der gesamtwirtschaftlichen Entwicklung. 107 https://www.sachverstaendigenrat-wirtschaft.de/fileadmin/dateiablage/Arbeitspapiere/Arbeitspapier_04_2019.pdf (2019)} Dieser Betrag ist beispielhaft für die erwartete Größenordnung, denn ein genauer Wert lässt sich nicht wissenschaftlich belastbar vorhersagen. Es ist zu erwarten, dass bei einer planbaren Klimapolitik dieser Preis nicht erreicht wird, weil die Firmen zur Vermeidung der hohen Kosten für fossil-basierte Produkte und dem daraus resultierenden Wettbewerbsnachteil frühzeitig auf nachhaltigere Produkte und Produktionsmethoden umstellen.