Transformationsprozess zum treibhausgasneutralen und ressourcenschonenden Deutschland - GreenEe

Abstract

Das Umweltbundesamt (UBA) untersucht schon seit vielen Jahren, wie eine nachhaltige Entwicklung sowie eine treibhausgasneutrale und ressourcenschonende Lebensweise erreicht werden kann. Hierfür wurde ein interdisziplinäres Projekt gestartet: "RESCUE" (Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität). Dieses Projekt ist mit einem hohen Anteil an "Eigenforschung" des UBA und einer intensiven Einbindung externer Wissenschaftler über das hier berichtete Forschungsvorhaben (FKZ 3715411150) gelungen. Dabei wurden sechs Szenarien zur Transformation entwickelt. Die Green-Szenarien beschreiben unterschiedlich ambitionierte Transformationspfade zu einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland bis 2050. Die beiden GreenEe-Szenarien stehen für "Germany -resource efficient and greenhouse gas neutral -Energy efficiency" und fokussieren die Erschließung der Energieeffizienzpotenziale über alle Anwendungsbereiche hinweg. In GreenEe1 sind Produktionsmengen vorgegeben, Produkte, die aufgrund einer rückläufigen Nachfrage in Deutschland nicht mehr nachgefragt werden, werden exportiert. In GreenEe2 werden die Produktionsmengen entlang der Dynamik der inländischen Nachfrage ermittelt. Beide Szenarien beinhalten die grundlegende Transformation des Energiesystems einschließlich des Ausstiegs aus fossilen Rohstoffen und einer tiefgreifender Sektorkopplung mittels Elektrifizierung. Der Endenergiebedarf kann von 2.737 TWh in 2015 auf nur 1.609 TWh in GreenEe1 reduziert werden, der Anteil der erneuerbaren Energien im Strombereich steigt bereits auf 75 % in 2030 und 100 % in 2050. Der EE-Anteil der Brenn- und Kraftstoffe ist aufgrund des langsameren Markthochlaufes für PtX im Jahre 2040 bei 40 %. Im GreenEe2-Szeanrio wird der Endenergiebedarf dabei sogar auf 1.540 TWh reduziert, bei einer vergleichbaren Dekarbonisierung der Stromerzeugung, aber etwas höheren Dekarbonisierung der Brenn- und Kraftstoffe in 2040 von 42 %. Im Ergebnis wird in GreenEe1 (GreenEe2) im Jahr 2050 der Rohmaterialkonsum gegenüber 2010 um 60,6 % (61,8 %) reduziert. Der Anteil der Sekundärmaterialien am gesamten (primär- und sekundär-) Rohstoffbedarf/-verbrauch steigt auf 32 % (33 %). Pro Person werden nur noch 7,5 (7, 3) Tonnen Rohstoffe konsumiert, davon 2,2 Tonnen Biomasse, die überwiegend für die Ernährung gebraucht werden. Die technologischen Änderungen einschließlich Substitutionen (wie die der fossilen Rohstoffe durch erneuerbare Energien, der Steigerungen der Rohstoffeffizienz und des Recyclings) reduzieren die Nachfrage nach einer Vielzahl von Rohstoffen, ausgenommen davon sind Rohstoffe, die in Schlüsseltechnologien für die Transformation gebraucht werden. Die Treibhausgasemissionen können in GreenEe1 (GreenEe2) bis 2050 um 95,8 % (96,3 %) gegenüber 1990 reduziert werden, bis 2030 liegt der Rückgang der THG-Emissionen bei 60,2 % (61,3 %) . Allerdings können nur im Energie- und Verkehrssektor die Treibhausgase bis 2050 vollständig vermieden werden. In den anderen Quellgruppen Industrie, Landwirtschaft, Abfall und LULUCF verbleiben Emissionen, die nach dem heutigen Wissensstand noch nicht vollständig vermeidbar sind. Quelle: Forschungsbericht

The German Environment Agency (UBA) has been investigating for many years how to achieve sustainable development and a greenhouse gas-neutral and resource-saving lifestyle. To this end, an interdisciplinary project has been launched: "RESCUE" (Ways to achieve greenhouse gas neutrality). This project has succeeded with a high proportion of "in-house research" by UBA and intensive involvement of external scientists through the research project reported here (FKZ 3715411150). Six transformation scenarios were developed. The Green Scenarios describe variously ambitious transformation paths towards a resource-efficient and greenhouse gas-neutral Germany by 2050. The two GreenEe scenarios stand for "Germany -resource efficient and greenhouse gas neutral -energy efficiency" and focus on the development of energy efficiency potentials across all application areas. GreenEe1 assumes that Germany's foreign trade relations will continue to develop and thus an export surplus. GreenEe2, on the other hand, represents a development if Germany's balance of trade would balance out, reducing industrial production and the volume of goods traffic. Both scenarios involve the fundamental transformation of the energy system, including the phasing out of fossil fuels and a far-reaching sector coupling by means of electrification. The final energy demand can be reduced from 2,737 TWh in 2015 to only 1,609 TWh in GreenEe1, the share of renewables in the electricity sector already increases to 75 % in 2030 and 100 % in 2050. The share of renewables in fuels is 40 % due to the slower market uptake of PtX in 2040. In the GreenEe2 oceanrio, the final energy demand is even reduced to 1,540 TWh, with a comparable decarbonisation of electricity generation, but little higher decarbonisation of fuels in 2040 of 42 %. As a result, the consumption of raw materials in GreenEe1 (GreenEe2) will be reduced by 60.6 % (61,8 %) in 2050 compared to 2010. The share of secondary materials in total (primary and secondary) raw material consumption will increase to 32 % (33 %). Only 7.5 (7,3) tonnes of raw materials are consumed per person, including 2.2 tonnes of biomass, which is mainly used for food. Technological changes, including substitutions (such as the replacement of fossil raw materials by renewable energies, increases in raw material efficiency and recycling) reduce the demand for a large number of raw materials, except materials which are essential for key technologies in the transformation pathway. Greenhouse gas emissions in GreenEe1 (GreenEe2) can be reduced by 95.8 % (96,2 %) by 2050 compared to 1990, and by 2030 the reduction in GHG emissions is 60.2 % (61,3 %). However, only in the energy and transport sectors can greenhouse gases be completely avoided by 2050. In the other source groups industry, agriculture, waste and LULUCF, emissions remain that cannot yet be completely avoided according to current knowledge. Quelle: Forschungsbericht

Das Forschungsvorhaben begleitete das Projekt „RESCUE“ des Umweltbundesamtes, in welchem die Zusammenhänge zwischen ⁠Klimaschutz⁠ und Ressourcennutzung untersucht wurden. Dazu wurden sechs Szenarien erarbeitet, um Lösungen zu entwickeln, wie Rohstoffinanspruchnahme und Treibhausgasemissionen in Deutschland in Zukunft deutlich gesenkt werden können. Dieser Bericht fasst die Methodiken und Ergebnisse von GreenEe1 und GreenEe2 zusammen, welche den Fokus auf Energieeffizienzpotenziale in allen Anwendungsbereichen richten.