A1 Klimawandel und Energiewende

Die wesentliche Reaktion auf den durch CO₂-Emissionen verursachten Klimawandel ist die für Deutschland beschlossene Energiewende. Das bisher dominierende fossil-atomare Energiesystem muss in Zukunft vollständig durch erneuerbare Energie ersetzt werden. In den meisten Studien gelten Windkraft- und vor allem Photovoltaikanlagen als Schlüsseltechnologien der zukünftigen Energieerzeugung (siehe Abb. 2).

Die Randbedingungen unterscheiden sich in den beiden Energiesystemen daher fundamental: Die fossile Energiewirtschaft basiert auf Primärquellen, durch die Wärmeenergie durch Verbrennungsvorgänge direkt nutzbar gemacht werden kann (Erdöl, Erdgas, Kohle). Die Stromerzeugung aus diesen Quellen ist jedoch mit erheblichen Umwandlungsverlusten von bis zu 60 % verbunden. In Zukunft steht der dominierende Anteil an Primärenergie durch Windkraft und Solarstrahlung direkt in Form von elektrischer Energie zur Verfügung. Dieser kann über entsprechende Umwandlungssysteme auch in gasförmige oder flüssige Energieträger umgewandelt werden, dies ist jedoch auch mit hohen Verlusten verbunden. Die Elektrifizierung der Wärmeversorgung (vor allem durch Wärmepumpen) ist daher eine wichtige Ergänzung und Teil der Energiewende. Die Energiegewinnung durch Photovoltaik ist geprägt durch einen hohen Flächenbedarf. Die größte Herausforderung im Bereich der zukünftigen Energieerzeugung ist daher die Bereitstellung der erforderlichen Fläche. (siehe hierzu Kapitel A2 Flächenbedarf für Photovoltaik)

In der Konsequenz bedeutet dies, dass im regenerativen Energiesystem Verbraucher von elektrischer Energie gegenüber Technologien vorteilhaft sind, die gasförmige oder flüssige Energieträger erfordern. Die Studien zur zukünftigen Energieversorgung gehen daher von einer massiven Elektrifizierung aller Energiesektoren aus (siehe Abb. 3).

In den beiden wichtigsten Sektoren Mobilität und Wärmeversorgung von Gebäuden weisen die aktuellen Entwicklungen bereits eine entsprechende Transformation auf: Im Bereich Verkehr zeigt der Trend klar in Richtung Elektroantriebe, im Bereich der Wärmeerzeugung ist beim Neubau die Wärmepumpe als elektrischer Wärmeversorger inzwischen das dominierende Heizsystem (siehe Abb. 4).

Dies bildet sich auch im Land Baden-Württemberg ab, in dem im Jahr 2020 elektrische Wärmepumpen im Wohnungsneubau bereits einen Anteil von rund 60 % aller Heizungen ausmachen.

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