In dem Klimaschutzprogramm 2030 der Bundesregierung vom 20. September 2019 sind Maßnahmen festgelegt, um die Ziele des Klimaschutzplans 2050 zur CO2-Minderung einzuhalten. Diese Maßnahmen umfassen vor allem eine CO2-Bepreisung und werden für die verschiedenen Sektoren Energiewirtschaft, Landwirtschaft, Gebäude, Industrie etc. konkretisiert.
Die Autoren stellen in ihrem Artikel Ergebnisse der Studie "Flexibilitätspotenzial von Haushalten zur netzdienlichen Reduktion von Nachfragespitzen" des Kopernikus-Projektes ENSURE vor. Sie zeigen auf, wie hoch das Potential ist, insbesondere in Haushalten mit PV-Anlage und Wärmepumpe die hohen Lastspitzen mittels integriertem Wärmespeicher zu verschieben.
Die Autoren führen in ihrem Artikel an, welche Nutzungsmöglichkeiten Power-to-Gas (PtG) in den verschiedenen Sektoren bietet und wie diese in Deutschland sowie weltweit eingesetzt werden. Sie kommen zu dem Schluss, dass Deutschland derzeit eine Vorreiterrolle bei PtG-Projekten einnehme und erläutern die Ergebnisse ihrer Studie zu aktuellen Entwicklungstrends, welche Möglichkeiten sich dadurch bieten, aber auch, welche Probleme sich für PtG noch stellen.
Das im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie durchgeführte Gutachten "Digitalisierung der Energiewende" erläutert die fortschreitende Dezentralisierung der Energieversorgungssysteme mit Hinblick auf den notwendigen Ausbau der Stromnetze. Das Gutachten kommt in drei Teilen, die sich mit verschiedenen sog. Topthemen beschäftigen, namentlich "Verbraucher, Digitalisierung und Geschäftsmodelle", "Regulierung, Flexibilisierung und Sektorkopplung" und "TK-Netzinfrastruktur und TK-Regulierung".
Der Autor beschreibt die mögliche Realisierung von vielen "Offshore-Fotovoltaikanlagen", die mit Hilfe von Solarstrom flüssiges Methan herstellen können. Diese schwimmenden PV-Anlagen würden somit einen sinnvollen Beitrag zur Verkehrswende durch die Produktion von Treibstoff leisten.
Der Autor erläutert im Beitrag vier Konzepte der Sektorenkopplung unterschiedlicher Hoteliere, die ihren Strom und ihre Wärme selbst erzeugen und verbrauchen und so teilweise komplett autark sind. Kernelemente der Konzepte sind unter anderem Fotovoltaikanlagen, Batteriespeicher, Wärmepumpen und Blockheizkraftwerke. Detailliert geht der Autor ebenso auf den Nutzen eines intelligenten Lastmanagements ein.
Die Autoren beschreiben in ihrem Beitrag, wie sich einfache Verbraucher aufgrund der Einspeiseförderung zu Prosumern und nun mittels Digitalisierung zu "Flexumern" entwickeln. Als "Flexumer" werden Akteure aus den Bereichen Haushalt bis hin zu Industrie beschrieben, die ihr Flexibilitätspotenzial in Form von steuerbaren Lasten, Erzeugungseinheiten, Sektorenkopplung oder Speichern dem Energiesystem zur Verfügung stellen.
Der Autor beschreibt ein Pilotprojekt, bei dem durch eine Art Inhouse-Sektorkopplung mit Energiemanagementsystem die Energiekosten von Supermärkten erheblich reduziert werden soll. Durch die Verknüpfung der thermischen und elektrischen Energieströme könnten durch intelligente Datennutzung zum Beispiel der Eigenverbrauch der PV-Anlage erhöht und somit der Bezug aus dem Netz reduziert werden oder alternativ die Leistungsspitzen gekappt werden.
Die Autoren untersuchen in diesem Beitrag die Möglichkeiten des Netzbetreibers, mittels Power-to-Gas-Anlagen (PtG-Anlagen) zur System- und Netzstabilität beitragen zu können. Hierzu gehen sie zunächst auf die Funktionsweise sowie auf die Vorteile von PtG-Anlagen ein, die Strom beispielsweise aus Überschüssen in Gas umwandeln, das anschließend gespeichert und rückverstromt werden könne. Insbesondere erläutern sie die netzdienliche Funktion. Daher könnten PtG-Anlagen durch Netzentgelte refinanziert werden.
In der Studie des Fraunhofer ISE im Auftrag der H2 Mobility werden die Treibhausgasemissionen von Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen verglichen. Es werden die Emissionen bei Herstellung, Betrieb und Entsorgung für unterschiedliche Batteriegrößen und Energiequellen untersucht. Die Autoren kommen zu dem Ergebnis, dass Brennstoffzellenfahrzeuge gegenüber Batteriefahrzeugen mit großer Reichweite und Kapazität geringere Mengen an Treibhausgasen ausstoßen.
Die Autorin stellt in ihrem Artikel die Möglichkeit vor, Netzdienlichkeit durch PV-Anlagen mit entsprechendem Systemmanagement und Leistungselektronik zu erbringen und künftig in Kombination mit Batterien und Power-to-X PV-Anlagen zur Deckung der Grundlast nutzen zu können. Zudem geht sie auf notwendige wirtschaftliche und regularotische Anreize sowie auf Hindernisse ein.
Die Studie "Wasserstoffstudie Nordrhein-Westfalen" der Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH im Auftrag des Ministeriums für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen untersucht ökonomische und klimarelevante Potenziale von Wasserstoff in einem künftigen Energiesystem in Nordrhein-Westfalen und Deutschland.
Der Autor untersucht das Potenzial von Biomethan als alternativen Kraftstoff im Mobilitätssektor vor dem Hintergrund der aktuellen rechtlichen Rahmenbedingungen. Hierbei geht er detailliert auf die Inhalte der kürzlich verabschiedeten, neuen Erneuerbare-Energien-Richtlinie (EERL) der EU und bestehende Fördermechanismen ein.
Der Autor beschäftigt sich im Artikel mit der Rolle des Erdgasnetzes bei der Energiewende und der Umstellung auf 100 Prozent Erneuerbare Energien. Durch die großen Speicherkapazitäten könne es für Wasserstoff und Biogas genutzt. Weiterhin erläutert der Autor, inwiefern Wasserstoff bereits in Methan beigemischt werden dürfe und welche Hürden langfristig noch bevorstünden. Es bedürfe eines zeitigen Ausbaus der Power-to-Gas-Technologie. Eine CO2-Bepreisung könne der Bedeutung von Wasserstoff einen deutlichen Schub geben.
Der Autor setzt sich in diesem Artikel ausführlich mit der zukünftigen Entwicklung von Gaskraftwerken in Deutschland auseinander. Aktuell lohne sich der Volllastbetrieb von Gaskraftwerken aufgrund von niedrigen Börsenstrompreisen nicht. Durch den Wegfall von Kern- und Kohlekraftwerken würde sich das jedoch ändern und dutzende Gaskraftwerke könnten ihre Leistungen hochfahren, wodurch auch die Angst vor einem Blackout nicht länger begründet sei.
Die Autorin macht in ihrem Beitrag auf die stagnierende Energiewende in Deutschland aufmerksam. Im Jahr 2019 könne jedoch ein Klimaschutzgesetz von der Bundesregierung verabschiedet werden. Klimaschutzgesetze beinhalten zumeist lediglich Zielfestlegungen und deren Evaluation; konkrete Instrumente seien selten enthalten. Ein solches Instrument für den Klimaschutz sei z.B. die CO2-Bepreisung. In der Schweiz werden bis zu 80€ pro Tonne CO2 erhoben.
Der Autor befasst sich im Artikel mit Hybridkraftwerken, bestehend aus einer Power-to-Heat-Anlage und Batteriespeicher. Zur Bereitstellung von Primärregelleistung (PRL) könne deren Wichtigkeit bei steigendem Erneuerbare-Energien-Anteil im Stromnetz stark zunehmen, um die Netzfrequenz im Toleranzbereich zu halten. Die Investitionskosten und die Amortisationszeit wären um bis zu 40 % geringer als bei singulären Batteriespeichersystemen. Geeignete Anwender seien z. B.
Der Autor befasst sich mit den die Diskussionen auf der Biogas Convention dominierenden rechtlichen und regulatorischen Rahmenbedingung innerhalb der Biogasbranche. Das Energiesammelgesetz würde zwar positive Signale für die Biogasbranche beinhalten, der Anlagenbestand sei dadurch allerdings nicht gesichert und die Reststoffvergärung nicht angeschoben. Die Biogasbranche würde sich z.Z.
In Zusammenarbeit zwischen der LUT University und der Energy Watch Group wurde eine wissenschaftliche Studie erstellt, welche die vollständige Energiewende in den Bereichen Strom, Wärme und Verkehr modelliert. Die Studie zeige, dass eine Wende hin zu 100% Erneuerbaren Energien mit dem heutigen System wirtschaftliche konkurrenzfähig sei und dabei die Treibhausgasemissionen noch vor 2050 auf Null reduzieren könne.
Die Studie der Energy Watch Group und der LUT University beinhaltet die Simulationsergebnisse eines kostengünstigen, sektorenübergreifenden und auf Technologievielfalt beruhenden globalen Erneuerbare-Energien-Systems, mit welchem die globale Erwärmung noch auf 1,5°C beschränkt werden könne.
In der vom Bundesministerium für Finanzen, im Rahmen des Kopernikusprojekts ENSURE, initiierten Kurzstudie untersucht die Energy Research and Scenarios gGMBH (ewi) das Flexibilitätspotential, die Kosten und die Einsparungen für Haushalte mit Luftwärmepumpen im Vergleich zu solchen mit Gasbrennwertkesseln. Des Weiteren untersuchen sie, welchen Einfluss extreme Wettersituationen auf das Flexibilitätspotential und die Kosten haben.
Der Autor befasst sich mit Power-to-Heat-Technologien aus dezentralen PV-Anlagen. Diese würden vor allem bei solarelektrischen Überschüssen im Stromnetzan an Bedeutung gewinnen. Die Netze könnten dadurch entlastet werden, dass die überschüssige Energie in Warmwasserspeichern die Wärmeversorgung der Solaranlagenbetreiber sicher stelle. Durch den Einsatz von Fotovoltaik für dezentrale elektrische Wärmeerzeuger könnten die hohen Energieverluste der Rohrleitungen im Wohnungsbau vermieden werden.
Klimaschonende Energieversorgung in Wohnungen und Quartieren – Aktuelle rechtliche Rahmenbedingungen
Die Autoren geben in ihrem Beitrag einen Überblick über die rechtlichen Rahmenbedingung der Energieversorgung von Wohnungen und Quartieren. Hierbei gehen sie auf die Bedeutung der dezentralen Versorgung für den Klimaschutz ein und widmen sich dem Mieterstrom-Gesetz sowie weiteren relevanten Gesetzen für die Quartiersversorgung. Abschließend erwägen sie im Ausblick die Nutzung von erneuerbaren Gasen sowie eine Neuregelung der energetischen Gebäudesanierung.
In der von Greenpeace beauftragten und vom Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (Fraunhofer IEE) bearbeiteten Studie wird ein Szenario modelliert, in dem Deutschland bereits 2035 den energiebedingten Ausstoß von Treibhausgasemissionen weitestgehend vermeidet. Hierbei sollen insbesondere auch die kumulierten Emissionen von heute bis in das Jahr 2035 so weit wie möglich reduziert werden.
Der Beitrag beschäftigt sich mit den großen Mengen regenerativ erzeugten Stroms, die am Erzeugungsort nicht verbraucht werden können und daher abgeregelt werden müssen. Es wird aufgezeigt, welche Chancen sich aus einer potentiellen Nutzbarmachung ergeben. Zudem werden diejenigen Regionen in Deutschland identifiziert, die besonders vom Einspeisemanagement betroffen sind. Abschließend wird verdeutlicht, wie eine bessere Verknüpfung des Verkehrs- und Gebäudesektors (Sektorenkopplung) zur Lösung des Problems beitragen kann.