Der zügige Ausbau erneuerbarer Energien und eine darauf aufbauende, weitgehende Elektrifizierung aller Wirtschaftsbereiche ist die kostengünstigste Option, Klimaneutralität in Europa zu erreichen. Das ist das zentrale Ergebnis einer gemeinsamen Studie des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin) und der Brüsseler Denkfabrik Bruegel. „Um Klimaneutralität zu erreichen, muss die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien massiv ausgebaut werden“, sagt Studienautorin Franziska Holz. „Noch wird diskutiert, welche Energieträger sich zukünftig durchsetzen werden. Unsere Studie zeigt, dass die direkte Nutzung von Strom aus Erneuerbaren für Endverbraucher wie Unternehmen und Haushalte kostengünstiger und effizienter ist als eine indirekte Elektrifizierung, etwa über synthetische Gase oder Wasserstoff.“

Auch Wasserstoff und synthetische Gase benötigen grünen Strom

Bis 2050 will die Europäische Union (EU) klimaneutral sein. Dafür ist es erforderlich, den momentanen Anteil fossiler Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas oder Kohle am europäischen Energiemix drastisch zu reduzieren. Dieser beträgt momentan 75 Prozent, wodurch der Energiesektor für mehr als drei Viertel der Treibhausgasemissionen in der EU verantwortlich ist. In Ihrer Analyse vergleichen die WissenschaftlerInnen drei Optionen zur Ausgestaltung des zukünftigen Energiemix, in denen entweder elektrischer Strom aus erneuerbaren Energien, grüner Wasserstoff oder grüne synthetische Gase der jeweils dominante klimafreundliche Energieträger sind.

Dabei zeigt sich, dass nicht nur im Falle einer weitgehenden Elektrifizierung ein massiver Zubau erneuerbarer Energien erforderlich ist, sondern auch bei gasförmigen Energieträgern: „Solange nicht genügend Strom aus erneuerbaren Quellen zur Verfügung steht, können Wasserstoff und synthetische Gase keine dominante Rolle in einem nachhaltigen Energiemix spielen. Wenn nachhaltig produzierter Strom erst noch in grünen Wasserstoff oder grüne synthetische Gase umgewandelt wird, statt ihn direkt zu nutzen, ist das Ganze letztlich auch deutlich teurer“, so Studienautorin Claudia Kemfert.

Direkte Elektrifizierung bietet Effizienz- und Kostenvorteile

Im Kostenvergleich erweist sich das Szenario, das auf eine direkte Elektrifizierung mit grünem Strom setzt, daher als beste Option. Nicht nur wäre der Aufwand in der Energieproduktion deutlich niedriger als bei der Herstellung gasförmiger Energieträger. Auch die hohen Investitionskosten, insbesondere in Bezug auf die für einen flächendeckenden Einsatz von Wasserstoff und synthetischen Gasen notwendige Erzeugungsinfrastruktur, entfielen bei einer direkten Stromnutzung. Auch beim Gesamtwirkungsgrad, also dem Verhältnis der schlussendlich nutzbaren und primär zugeführten Energie, ist elektrischer Strom seiner gasförmigen Konkurrenz überlegen. Im Verkehrssektor etwa liegt dieser für elektrischen Strom bei voraussichtlich 78 Prozent, für Wasserstoff und synthetische Gase hingegen jeweils nur knapp über 40 Prozent.

„Unsere Studie zeigt, dass die direkte Nutzung von Strom aus Erneuerbaren für Endverbraucher wie Unternehmen und Haushalte kostengünstiger und effizienter ist als eine indirekte Elektrifizierung, etwa über synthetische Gase oder Wasserstoff.“ Franziska Holz

„Sicherlich werden auch gasförmige Energieträger eine Rolle im zukünftigen Energiemix spielen, da sie den großen Vorteil bieten, kurzfristige Schwankungen bei der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien ausgleichen zu können. Dennoch sollte der Fokus der Politik nun darauf liegen, Rahmenbedingungen zu setzen, die die für eine weitgehende Elektrifizierung notwendigen Investitionen attraktiv machen“, sagt Georg Zachmann, Ko-Autor von Bruegel. Dies erfordere insbesondere klare Signale an die Endverbraucher, dass sich die größtenteils bei ihnen anfallenden Investitionen für sie rentieren werden. Darüber hinaus brauche es auch eine zeitnahe Abkehr von fossilen Energieträgern, so die StudienautorInnen.