Zukunftsperspektive: Energiewende und der Beitrag zum Klimaschutz

Die Klimaschutzpolitik hat entscheidenden Einfluss auf den deutschen Energiemarkt, indem er den Übergang zu einer nachhaltigeren und resilienteren Energieversorgung beschleunigt. Dies erfordert umfangreiche Investitionen, die Anpassung bestehender Infrastrukturen und Geschäftsmodelle sowie eine proaktive politische und gesellschaftliche Auseinandersetzung mit den Herausforderungen und Chancen der Energiewende.

Beschleunigung der Energiewende

• Veränderung der Energieinfrastruktur und -nachfrage Fokus auf erneuerbare Energien: Ziel ist es, den Anteil erneuerbarer Energien am Energiemix deutlich zu erhöhen. Dies führt zu verstärkten Investitionen in Wind-, Solar- und Biomasseenergie sowie in die erforderliche Infrastruktur für deren Integration.
• Rückgang fossiler Brennstoffe: Gleichzeitig gibt es verstärkte Bestrebungen, die Nutzung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Öl und Gas zu reduzieren, was zu einem Strukturwandel in traditionellen Energiebranchen und Regionen führt.

Veränderung der Energieinfrastruktur und -nachfrage

• Anpassung der Infrastruktur: Die Energiewende erfordert Anpassungen in der Energieinfrastruktur, um die Resilienz gegenüber Wetterereignissen, Verschiebungen der Nachfrage und auch sich veränderten klimatischen Bedingungen zu erhöhen. Dies umfasst sowohl die physische Infrastruktur (z.B. Netze, Kraftwerke) als auch die operative und planerische Ebene (z.B. Risikomanagement, Versorgungssicherheit).
• Veränderungen in der Energiebedarfsstruktur: Die Energiewende beeinflusst auch die Muster des Energiebedarfs, z.B. in Form der verstärkten Nutzung von Strom für Mobilität. So kann es zu einer Verschiebung bei der Energienachfrage kommen, was direkte Auswirkungen auf die Energieversorgung und -effizienz hat.

Markt- und Preisdynamiken

• Preisvolatilität: Die Transformation der Energiesysteme können zu Volatilität bei Energiepreisen führen. Hinzu komen Preiseffekte zumm Beispiel aus der CO₂-Bepreisung und dem schrittweisen Ausstieg aus fossilen Brennstoffen.
• Investitionsrisiken und -chancen: Der Übergang zu einer nachhaltigeren Energieversorgung eröffnet neue Investitionsmöglichkeiten, birgt aber auch Risiken für bestehende Assets, die nicht mehr zukunftsfähig sind (sog. "stranded assets").

Der Schlüssel zum Erfolg liegt nicht nur in der technologischen Entwicklung selbst, sondern auch in der Schaffung geeigneter politischer und wirtschaftlicher Rahmenbedingungen, die Innovationen fördern, Investitionen anziehen und den Übergang zu nachhaltigen Energie- und Produktionssystemen beschleunigen. In diesem Zusammenhang wird weltweit an einer Vielzahl von technologischen Innovationen geforscht, von denen einige das Potenzial haben, in den nächsten Jahren marktreif zu werden. Einige der aussichtsreichsten Technologien sind:

Erneuerbare Energiequellen und deren Optimierung

• Fortgeschrittene Solartechnologien: Dazu gehören Perowskit-Solarzellen, die eine höhere Effizienz und geringere Herstellungskosten als traditionelle Siliziumzellen versprechen. Ihre Marktreife wird durch Fortschritte in der Stabilität und Langlebigkeit vorangetrieben.
• Offshore-Windkraft: Die Entwicklung schwimmender Windkraftanlagen kann die Nutzung von Windenergie in tiefen Gewässern ermöglichen, wo bisherige Technologien an ihre Grenzen stoßen.

Energieeffizienz und -speicherung

• Batterietechnologie: Die Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Batterien und die Erforschung alternativer Batterietechnologien wie Festkörperbatterien versprechen höhere Energiedichten, längere Lebensdauern und geringere Kosten.
• Wärmepumpentechnologie: Effizientere Wärmepumpen für Heiz- und Kühlsysteme, die mit erneuerbaren Energien betrieben werden können, bieten ein erhebliches Potenzial zur Reduzierung des Energieverbrauchs in Gebäuden.

CO₂-Reduktion und -Nutzung

• Carbon Capture and Storage (CCS) und Carbon Capture and Utilization (CCU): Technologien zur Abscheidung von CO₂ aus Industrieprozessen und Kraftwerken und dessen Speicherung oder Nutzung, z.B. zur Herstellung von synthetischen Kraftstoffen oder Baumaterialien, werden weiterentwickelt.  
• Direkte Luftabscheidung (Direct Air Capture, DAC): Diese Technologie zielt darauf ab, CO₂ direkt aus der Atmosphäre zu entfernen, was langfristig zur Reduzierung der globalen CO₂-Konzentration beitragen könnte.

Grüne Wasserstofftechnologie

• Elektrolyseure für grünen Wasserstoff: Die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien zur Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff ohne CO₂ -Emissionen. Verbesserungen bei der Effizienz und Kostenreduktion von Elektrolyseuren könnten grünen Wasserstoff wirtschaftlich konkurrenzfähig machen.

Nachhaltige Produktion und Kreislaufwirtschaft

• Materialwissenschaften: Entwicklung neuer, nachhaltiger Materialien und Produktionsprozesse, die weniger Energie verbrauchen und geringere Umweltauswirkungen haben.
• Digitale Technologien für Energieeffizienz: Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) und Big Data zur Optimierung von Energieverbrauch und -produktion in Echtzeit. Diese Technologien stehen zum Teil bereits kurz vor der Marktreife oder werden in den kommenden Jahren voraussichtlich erhebliche Fortschritte machen.