Wie können die EU-Ziele zur Verringerung der Treibhausgasemissionen erreicht werden? Ein modellbasierter Dekarbonisierungspfad für das europäische Stromversorgungssystem bis 2050 (Pleßmann et al. 2016)

Weltweit steigen die Treibhausgasemissionen aufgrund der Industrialisierung weiter an. Und das trotz des bestehenden wissenschaftlichen und politischen Konsenses, den vom Menschen verursachten Klimawandel zu bekämpfen. Um diesen Trend umzukehren, sind tragfähige, kosteneffiziente Dekarbonisierungspfade erforderlich. Wir fokussieren uns auf das europäische Stromversorgungssystem und zeigen die techno-ökonomische Machbarkeit auf, die Minderungsziele der EU bis 2050 zu erreichen. Wir zeigen, dass ein Übergang von konventionellen zu erneuerbaren-basierten Stromversorgungssystemen für die EU auch bei einem politisch getriebenen Atomausstieg möglich ist. Wir stellen einen Leitfaden für europäische Stakeholder zur Verfügung, der zeigt, wie sie ihre Stromerzeugungssysteme transformieren können. Wenn die EU unseren Empfehlungen folgt, kann sie ein Vorbild für andere Länder und Regionen sein, die sich in Richtung Dekarbonisierung bewegen. Unsere Arbeit wird von zwei Hauptmotivationen geleitet:

1. Wie lässt sich die Energiewende in Europa adäquat modellieren?
2. Was ist der techno-ökonomisch optimale Übergangspfad für die Begegnung die Emissionsziele des EU-Stromsektors bis 2050?

Ein Vergleich von Stromsystemmodellen hat gezeigt, dass ein kombiniertes kurz- und langfristiges Simulationsinstrument benötigt wird, das die wichtigsten Stromerzeugungs-, -speicherungs- und -übertragungstechnologien umfasst, die in Europa in Betracht gezogen werden. Wir haben das lineare Modell elesplan-m adaptiert und angewendet, um einen techno-ökonomisch optimierten Dekarbonisierungspfad für 18 miteinander verbundene europäische Regionen zu simulieren und festgestellt, dass das Erreichen der Reduktionsziele der EU, d.h. die Reduzierung der THG-Emissionen von 1300 auf 24 Mt CO2eq pro Jahr bis 2050, durch groß angelegte Kapazitätsinvestitionen in erneuerbare Energiequellen (EE) erreicht werden kann. Die Stromgestehungskosten (LCOE) würden von 6,7 auf 9,0 ctEUR/kWh steigen und Investitionen in Höhe von 403 Mrd. EUR wären im untersuchten Zeitraum von 34 Jahren erforderlich. Im Jahr 2050 besteht das resultierende Stromversorgungssystem zu einem großen Teil aus Windkraft (1485 GW) und PV (909 GW), die von 150 GW Wasserkraft und 244 GW Gaskraft unterstützt werden. Darüber hinaus werden 432 GW Speicher und 362 GW Übertragungskapazität benötigt, um den Strom zeitlich und räumlich zu verteilen.

Diese Arbeit liefert nicht nur ein praktikables Konzept für ein dekarbonisiertes Stromversorgungssystem, sondern zeigt auch die Umsetzungsschritte auf, die notwendig sind, um den Übergang zu diesem System kostengünstig zu gestalten.

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