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Energie, Ressourcen und Nachhaltigkeit

Klimaschutz ganzheitlich und international denken

Die Energiewende als Erfolgsgeschichte Deutschlands hat an Glanz verloren: Die Treibhausgasemissionen stagnieren auf hohem Niveau und es mangelt an wirksamen Konzepten für ihre Reduktion. Deutschland droht die selbstgesteckten Klimaziele zu verfehlen. Doch nicht nur die Bundesregierung ringt damit, die Energie- und Klimapolitik wieder auf Kurs zu bringen. Alle Länder rund um den Globus müssen ihre Anstrengungen zur Erreichung des Pariser Klimaschutzabkommens erhöhen, betonte Bundesumweltministerin Barbara Hendricks im November 2017 auf der Weltklimakonferenz in Bonn.

Gefragt ist ein Kurswechsel in der Energiepolitik: Das Energiesystem kann nur dann klimafreundlich werden, wenn es ganzheitlich gedacht und neu aufgestellt wird. Dies ist das zentrale Anliegen des Akademienprojekts „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS), für das acatech die Federführung übernommen hat. Seit 2017 präsentiert sich die Initiative von acatech, Leopoldina und Akademienunion mit einer eigenen Projektwebsite.

Mit Projekten und Veranstaltungen unterstützt acatech den Weg in eine nachhaltige, sichere und bezahlbare Energieversorgung. Die Energiewende macht an Landesgrenzen nicht Halt. Deshalb starteten acatech und BDI Ende 2016 das Projekt „Wege in die Energiezukunft. Transformationspfade der Energiesysteme in internationaler Perspektive“

Metalle – die Rohstoffe der Energiewende

Ist die Energiewende erfolgreich, sinkt der Verbrauch von Kohle, Erdöl und Erdgas. Gleichzeitig müssen für den Ausbau von Windparks, Solaranlagen, Speichern und intelligenten Netzen immer mehr Metalle importiert werden. Dazu zählen wertvolle Elemente wie Seltene Erden, Platingruppenelemente, Germanium, Indium und Kobalt. Damit Abhängigkeiten von Rohstoffimporten nicht zu groß werden, braucht Deutschland eine nachhaltige Rohstoffstrategie, die auch hiesige Vorkommen einschließt. Die im Februar 2017 veröffentlichte Stellungnahme „Rohstoffe für die Energiewende. Wege zu einer sicheren und nachhaltigen Versorgung“ des Akademienprojekts ESYS entwickelt solche Strategien. Die begleitende Analyse erläutert die Wirkmechanismen auf den globalen Rohstoffmärkten und identifiziert Versorgungsrisiken.


„Mit der Erschließung neuer Lagerstätten in Deutschland und Europa sowie in der Tiefsee ließe sich die Rohstoffbasis erweitern. In Deutschland gibt es etwa Lagerstätten für Indium und Germanium, am Meeresboden lagern unter anderem Kobalt, Kupfer und Nickel. Um dieVorkommen wirtschaftlich zu fördern, müssen die Umweltfolgen besser erforscht und Technologien für Abbau und Verarbeitung weiterentwickelt werden.“

Jens Gutzmer vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Mitglied der ESYS-Arbeitsgruppe „Ressourcen“, anlässlich der Veröffentlichung der Stellungnahme „Rohstoffe für die Energiewende“.


Verbraucherinnen und Verbraucher als Akteure der Energiewende

Weniger verbrauchen – auch dies ist eine Strategie für ein nachhaltiges Energiesystem. Doch Energiesparen erfordert Verhaltensänderungen, zum Beispiel indem der Strombedarf an die schwankende Einspeisung aus Wind- und Solarenergie angepasst wird. Die im März 2017 publizierte ESYS-Stellungnahme „Verbraucherpolitik für die Energiewende“ untersucht, wie sich Verbraucherinnen und Verbraucher motivieren lassen, im Alltag weniger Energie zu verbrauchen. Nutzen sie beispielsweise Batteriespeicher von Photovoltaikanlagen oder Elektroautos, können sie ihre Stromnachfrage flexibel anpassen.

Resilienz: das Sicherheitskonzept für die Energieversorgung der Zukunft

Nicht nur Bürgerinnen und Bürger erwarten, dass die Stromversorgung jederzeit stabil ist. Die Wirtschaft ist auf Versorgungssicherheit angewiesen. Doch moderne, digital gesteuerte Energiesysteme sind verwundbar: Die im Mai 2017 veröffentlichte ESYS-Stellungnahme „Das Energiesystem resilient gestalten“ zeigt, wie sich Blackouts etwa bei Hackerangriffen, Terroranschlägen und Wetterextremen verhindern lassen. Die begleitende Analyse veranschaulicht in sechs Szenarien, wie Einzelereignisse Kettenreaktionen auslösen können. 

Energiewende auf neuem Kurs: Technologien der Sektorkopplung

Die im November 2017 veröffentlichte ESYS-Stellungnahme und Analyse „Sektorkopplung“ veranschaulicht, wie die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr zusammenwachsen und ganzheitlich optimiert werden können. Denn nur unter dieser Voraussetzung entsteht ein klimafreundliches, sicheres und bezahlbares Energiesystem. Die Akademien acatech, Leopoldina und Akademienunion sprechen sich für einen sektorübergreifenden, wirksamen CO2-Preis und einen starken Ausbau erneuerbarer Energien aus und berechnen die volkswirtschaftlichen Kosten einer nachhaltigen Energiewende. 

Auf dem Weg zur klimafreundlichen Mobilität: mit Pfadabhängigkeiten wohlüberlegt umgehen

Auch in der Mobilität ist ein Kurswechsel gefragt, denn in den vergangenen Jahren sind die Emissionen im Verkehrssektor gestiegen statt gesunken. Städte und Kommunen benötigen deshalb innovative Mobilitätskonzepte. Haben sich Kommunen jedoch einmal festgelegt und investiert, fällt ein Umstieg mitunter schwer. Pfadabhängigkeiten entstehen. Die im Dezember 2017 publizierte ESYS-Analyse „Pfadabhängigkeiten in der Energiewende. Das Beispiel Mobilität“ zeigt Strategien für Entscheidungsprozesse auf.

ESYS im Dialog

Wie lassen sich die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr stärker miteinander verbinden? Welche Technologien und Energieträger braucht die Energiewende? Wie teuer wird sie – und wie lassen sich die Kosten stemmen? Diese und weitere Fragen sowie Arbeitsergebnisse aus dem ESYS-Projekt diskutierten Fachleute aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik bei der ESYS-Jahresveranstaltung Energie.System.Wende im November 2017 in Berlin. 

Über praktische Umsetzungsmöglichkeiten und Hürden der Sektorkopplung diskutierte Moderator Volker Gustedt (Mitte) mit Jochen Kreusel (ABB), Hans-Martin Henning (Fraunhofer ISE), Julia Verlinden (Bündnis 90/Die Grünen), Karen Pittel (ifo Institut) (v.l.n.r.) sowie Gästen aus dem Publikum auf der Veranstaltung Energie.System.Wende am 14. November 2017 in Berlin.


Die Trialoge der HUMBOLDT-VIADRINA Governance Platform bringen Expertinnen und Experten aus Politik, Wirtschaft und NGOs miteinander ins Gespräch. Mitglieder des ESYS-Projekts beteiligten sich an drei Trialogen zur Energiewende. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer diskutierten über Wege in eine klimafreundliche urbane Mobilität, über die Governance-Verordnung der europäischen Energieunion, und darüber, wie digitale Energieinfrastrukturen widerstandsfähiger, also resilient werden können. 

Klimaschutz: Kohlendioxid nutzen und speichern

Die Nutzung und Speicherung von Kohlendioxid (Carbon Capture and Utilisation/CCU und Carbon Capture and Storage/CCS) aus Industrieprozessen kann einen Teil der Klimaschutzlücke schließen. Die Bundesregierung sollte daher den Einsatz von CCU und CCS in der anbrechenden Legislaturperiode prüfen. Dazu riefen im November 2017 Forschungseinrichtungen, Stiftungen und Umweltorganisationen auf. Der Aufruf entstand aus dem von acatech koordinierten Projekt „Technische Wege zur Treibhausgasneutralität (Dekarbonisierung) in der Industrie“.

Den internationalen Blick für Energieforschung und Innovationen schärfen

Die Energiewende ist ein weltumspannendes Projekt. acatech und der Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) untersuchen im Kooperationsprojekt „Wege in die Energiezukunft. Transformationspfade der Energiesysteme in internationaler Perspektive“, wie der Umbau der Energiesysteme in ausgewählten G20-Staaten erfolgt und welche Anknüpfungsmöglichkeiten sich für Deutschland ergeben. In Delegationsreisen besuchen Vertreterinnen und Vertreter aus Politik, Wissenschaft, Wirtschaft, Zivilgesellschaft und Medien Orte der Energiewende rund um den Globus. Die erste Reise führte im April 2017 in die USA, die zweite Reise ist für Frühjahr 2018 nach Asien geplant. Die Ergebnisse werden auf einer internationalen Konferenz im Herbst 2018 vorgestellt. 

Während der Delegationsreise in die USA im April 2017 besichtigten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer unter anderem das Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, USA.


acatech Projekte 2017 im Themenfeld Energie, Ressourcen und Nachhaltigkeit

Laufende Projekte  
Energiesysteme der Zukunft (Phase II) März 2016 – Feb. 2019
Geothermische Technologien in Ballungsräumen: Beitrag zur Energiewende und zum Klimaschutz Jan. 2017 – Okt. 2018
Technische Wege zur Treibhausgasneutralität (Dekarbonisierung) in der Industrie Juni 2016 – Juli 2018
Wege in die Energiezukunft. Transformationspfade der Energiesysteme in internationaler Perspektive Dez. 2016 – Nov. 2018