Wie kann die sys­te­mi­sche Ener­gie­wen­de ge­lin­gen?

Im Kopernikus-Projekt Ariadne analysieren DLR und 25 weitere Forschungs­einrichtungen die Auswirkungen politischer Maßnahmen zur Umsetzung der Energiewende

Auf dem Weg, die bundespolitischen Klima- und Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, spielt das Gelingen der Energiewende eine wichtige Rolle. Ihre systemische Umsetzung ist jedoch komplex, denn mit ihr sind Veränderungen in mehreren politischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Bereichen gleichzeitig verbunden. Aus diesem Grund untersucht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Rahmen des Forschungsprojekts Ariadne neben 25 weiteren Forschungseinrichtungen nicht nur, welche verschiedenen politischen Instrumente zur Umsetzung der Energiewende zur Verfügung stehen. Auch analysieren sie, wie sich politisches Handeln in den unterschiedlichen Bereichen und über diese hinaus auswirken kann.

Das DLR-Institut für Verkehrsforschung setzt sich im Rahmen von Ariadne speziell mit der Frage auseinander, welche Maßnahmen und Technologien im Verkehrssektor zum Gelingen der Energiewende beitragen können. Das DLR-Institut für Technische Thermodynamik wird mit Szenarien-Analysen klären, welche Rolle die Nutzung kritischer Ressourcen wie beispielsweise Lithium und der Import erneuerbarer Brennstoffe spielen. Ziel des dreijährigen Projekts ist es, durch das Zusammenführen der Untersuchungen aus den Ariadne-Projektteilen effektive Strategien zur Umsetzung der Energiewende zu entwickeln, die sowohl Umwelt- als auch Wirtschafts- und Gesellschaftsbelange berücksichtigen.

„Die Energiewende betrifft viele Bereiche gleichzeitig wie zum Beispiel die Verkehrswende oder die Industriewende. Deswegen ist es wichtig, die Auswirkungen von politischen Maßnahmen zur Gestaltung der Energiewende sowohl innerhalb der unterschiedlichen Sektoren als auch über diese hinaus zu untersuchen und ihre Folgen im Vorhinein abzuschätzen. Nur wenn das Ineinandergreifen unterschiedlicher Sektoren und Maßnahmen berücksichtigt wird, können gute politische Handlungsoptionen entwickeln werden“, erklärt Verkehrsforscher Dr. Christian Winkler, der für die Ariadne-Projektleitung im DLR verantwortlich ist.

Das mit 30 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt ist Teil der Forschungsinitiative Kopernikus und wird durch das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) geleitet.

Potentiale einer systemischen Verkehrswende

Der Verkehrssektor ist der drittgrößte Verursacher von CO₂-Emissionen in Deutschland. Bei der Umsetzung der Energiewende muss daher untersucht werden, welchen Beitrag Veränderungen in diesem Bereich leisten können. Das DLR-Institut für Verkehrsforschung wird im Rahmen von Ariadne solche Technologien und politische Maßnahmen identifizieren, mit denen die Pariser Klimaschutzziele im Verkehrssektor erreichbar sind. „Hierzu werden wir unterschiedliche Handlungsszenarien bilden. Wir wollen verstehen, wie hoch die Emissionseinsparungen unterschiedlicher Maßnahmen und Technologien sein können, welche CO₂-Einsparungen direkt nach ihrer Einführung realistisch sind und welche längerfristig bis 2030 und 2050 erreicht werden können. Ein wichtiges Ziel ist es, konkrete Handlungsoptionen zu entwickeln“, verdeutlicht Winkler das Vorhaben.

Außerdem beleuchten die DLR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit Projektpartnern die Verteilungseffekte sowie die Auswirkungen weiterer Problem-, Werte- und Zieldimensionen, die sich aus den unterschiedlichen Politikmaßnahmen für verschiedene gesellschaftliche Gruppen ergeben. Hierbei baut das Institut auf einer langjährigen Expertise im Modellieren von Szenarien im Personen- und Güterverkehr auf.

Nachhaltigkeit bei der Ressourcennutzung

Das DLR-Institut für Technische Thermodynamik konzentriert sich im Projektverlauf vor allem auf den Bereich der Szenarien-Analyse. „Hier sollen die Nutzung kritischer Ressourcen, die Importoptionen für erneuerbare Brennstoffe und die Wirkung der Sektorenkopplung untersucht werden“, erklärt DLR-Wissenschaftler Dr. Hans-Christian Gils. Die Forschenden werden anschließend abschätzen, welche und wie viele Ressourcen gebraucht werden, wenn unterschiedliche Energieszenarien durchgespielt werden. Zum Beispiel geht es um die Frage, welcher kritische Materialbedarf von unterschiedlichen Stromerzeugungstechnologien, Fahrzeugen oder Speichertechnologien zu erwarten ist. Bei diesen und weiteren Arbeiten kann das DLR-Institut auf frühere Projekte aufbauen.

In der Analyse der Importoptionen für erneuerbare Brennstoffe geht es darum, herauszufinden, woher, wann, in welchem Umfang und zu welchen Kosten sie in Deutschland bezogen werden könnten. Zudem wird untersucht, welche Wechselwirkung es zwischen dem Brennstoff-Import und einer heimischen Erzeugung von Brennstoffen gibt. An beiden Vorhaben arbeitet das Institut eng mit dem Gesamtprojektleiter Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) zusammen.

Am Ende der Projektlaufzeit von Ariadne werden konkrete politische Handlungsoptionen zur Gestaltung der Energiewende verfasst, die aus einer Harmonisierung der verschiedenen Projektteilbereiche hervorgehen. „Die größte Herausforderung des Projekts liegt meines Erachtens darin, die verschiedenen Perspektiven, Ansätze und vielleicht auch Philosophien, die das breite Spektrum an Partnern und akademischen Hintergründen mit sich bringt, zu einem klaren Bild zusammen zu führen“, fasst DLR-Forscher Gils die Ambition des Forschungsprojekts zusammen.

Links

• Verkehrsentwicklung und Umwelt
• Projekt RENEWBILITY I: Stoffstromanalyse nachhaltige Mobilität im Kontext erneuerbarer Energien bis 2030
• Projekt Renewbility II
• Projekt Renewbility III: Elektromobilität als Baustein der Energiewende und des Klimaschutzes
• InNOSys: Integrierte Nachhaltigkeitsbewertung und -optimierung von Energiesystemen
• MENAfuels – Roadmaps zur Erzeugung nachhaltiger synthetischer Kraftstoffe im MENA Raum zur Dekarbonisierung des Verkehrs in Deutschland
• MuSeKo: Modellbasierte Analyse der Integration erneuerbarer Stromüberschüsse durch die Kopplung der Stromversorgung mit Wärme-, Gas- und Verkehrssektor (Multi-Sektor-Kopplung)
• ENavi: Kopernikus-Projekt „Systemintegration“: Energiewende-Navigation

Kontakt

Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)

Philipp Burtscheidt
Pres­se­re­dak­ti­on
Telefon: +49 2203 601-2323

DLR-In­sti­tut für Ver­kehrs­for­schung
Rudower Chaussee 7, 12489 Berlin

Dr.-Ing. Christian Winkler
Telefon: +49 30 67055-7951

In­sti­tut für Tech­ni­sche Ther­mo­dy­na­mik
Pfaffenwaldring 38-40, 70569 Stuttgart

Dr. Hans Christian Gils
Ab­tei­lung Sys­tem­ana­ly­se und Tech­nik­be­wer­tung
Telefon: +49 711 6862-477

PD Dr. rer.pol. Patrick Jochem
Ener­gie­sys­tem­ana­ly­se
Telefon: +49 711 6862-687