Wie mit technologischen Innovationen der Kopernikus-Projekte und gemeinsamer Energiewendeforschung die Klimaneutralität gelingen kann

Die vier Kopernikus-Projekte Ariadne, ENSURE, P2X und SynErgie haben in einem neuen Papier ihre unterschiedlichen Forschungsschwerpunkte für die Energiewende zusammengetragen und damit einen Blick auf die Integration verschiedener Technologien in das Gesamtsystem ermöglicht. Trotz unterschiedlicher Perspektiven sind sich die Projekte einig, welche Stellschrauben es für die Transformation hin zu einer klimaneutralen Energieversorgung braucht: den zügigen Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung und die Elektrifizierung der Endnutzung, eine innovative Infrastrukturplanung und die Integration marktreifer Technologien, die Flexibilisierung von Energiebedarfen sowie die Nutzung CO₂-freier Moleküle, wo die Elektrifizierung nicht möglich ist.

Wichtiger Bestandteil der Arbeit der vier Kopernikus-Projekte ist neben den jeweiligen thematischen Schwerpunkten die übergreifende Forschungsarbeit. Innerhalb der Arbeitsgruppe „Szenarien“ ist so ein neues Papier entstanden, in dem die Projekte ihre wissenschaftliche Auseinandersetzung mit Lösungen für eine fossilfreie Zukunft aus den letzten 10 Jahren Projektarbeit zusammenführen.

Während Ariadne die Kernelemente der gesamtsystemischen, effizienten Energiewende beschreibt, analysieren die Projekte ENSURE, SynErgie und P2X drei Schwerpunktthemen für eine effiziente dekarbonisierte Energieversorgung: leistungsfähige und innovative Stromnetze, eine wettbewerbsfähige Industrie durch Flexibilisierung sowie die Nutzung von grünen Molekülen für Anwendungen, die nicht elektrifiziert werden können. In dem Kurzpapier werden technologische Innovationen, die von den Projekten entwickelt wurden, in die von Ariadne entwickelten Klimaneutralitätsszenarien integriert. Die Forschenden zeigen damit, dass das Ziel der Klimaneutralität bis 2045 durch innovative Energieforschung möglich ist. 

Die im Projekt ENSURE entwickelten Technologien tragen dazu bei, dass die Netzinfrastruktur optimal genutzt und weiterentwickelt wird, beispielsweise durch den optimalen Einsatz von Power-to-Gas-Anlagen, einem effizienten Technologiemix in der Fernwärmeerzeugung und die effektive Netzintegration neuer Technologien durch vorab durchgeführte realistische Simulationen auf der Co-Demonstrationsplattform. SynErgie hält fest, dass die Industrie bereits heute über relevante Flexibilitätspotenziale durch Lastverschiebung verfügt, die durch die Elektrifizierung der Prozesswärme-Erzeugung und den Einsatz von Bivalenz-Technologien bis 2045 merklich gesteigert werden können. Entsprechende Anreize kann der passende regulatorischen Rahmen setzen. Das Projekt P2X betrachtet die Kostenstruktur von Power-to-X-Produktionsanlagen in Deutschland, Chile und Südafrika. Vor allem die Verfügbarkeit von erneuerbarem Strom, die Kosten für Wasserstoff, und auch das Investitionsrisiko spielen eine Rolle bei der Frage, ob Kerosin, Ammoniak und Methanol im Ausland günstiger hergestellt werden können. Um die notwendige Skalierung der Power-to-X-Produktion zu erreichen sind einheitliche internationale Regularien und Nachhaltigkeitsstandards erforderlich.

Die Verknüpfung der Ariadne-Szenarien mit den innovativen Lösungen der Schwesterprojekte zeigt, warum interdisziplinäre Energiewendeforschung entscheidend ist, um die Mammutaufgabe Klimaneutralität bis 2045 zu stemmen: Während die Systemforschung Prioritäten klärt und kosteneffiziente Pfade und anpassungsfähige Strategien aufzeigt, ist die innovative Entwicklung klimafreundlicher Technologien essentiell zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit, ihre Skalierung und Integration in die Netzstruktur. Die Flexibilisierung der Energienachfrage und die Kopplung unterschiedlicher Sektoren ist schließlich notwendig für effizienten Klimaschutz und kann zusätzliche Wachstumsmärkte erschließen.