Wissenschaftliche Studie SCOPE.efzn: Bei Verzögerung der Energiewende drohen hohe Mehrkosten

Den SCOPE.efzn-Modellierungen zufolge entstehen bis 2050 zusätzliche Kosten in Höhe von 430 Mrd. Euro gegenüber dem modellierten Referenzszenario, wenn die Elektrifizierung der Endnutzungssektoren und der Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung gemeinsam um fünf Jahre gegenüber dem Referenzszenario verzögert werden.

Die Studie wurde vom Energie-Forschungszentrum Niedersachsen (efzn) koordiniert und gemeinsam mit dem Institut für Festkörperphysik der Leibniz Universität Hannover, dem Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) und dem Institut für Vernetzte Energiesysteme des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) erarbeitet.

Forschende nehmen Herausforderungen der Energiewende in den Fokus

SCOPE.efzn: Das steht für „Szenarien, Optionen und Parameterräume für aktuelle energiepolitische Entscheidungsprozesse“. Mit der Studie leisten die beteiligten Wissenschaftler:innen einen Beitrag zur Orientierung und zur (politischen) Entscheidungsfindung im Bereich der Energiewende.

„In den vergangenen Jahren gab es eine Vielzahl wichtiger Studien rund um die zukünftige Entwicklung unseres Energiesystems, die jedoch mit unterschiedlichen Methoden und Annahmen arbeiteten – und so häufig zu voneinander abweichenden Schlussfolgerungen und Handlungsmöglichkeiten kamen“, erläutert efzn-Vorstandssprecher Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff. „Als gemeinsame Studie von vier niedersächsischen Forschungspartnern sorgt SCOPE.efzn hier für mehr Transparenz und zeigt belastbare und konkrete Handlungsbedarfe für die Transformation unseres Energiesystems auf.“

SCOPE.efzn sorgt für Orientierung – neue Faktoren fließen in eigene Modellierung ein 

Eine methodische Neuerung des Projekts ist der Dreiklang aus Meta-Analyse, „Sounding Board“ und eigener Modellierung: In einer Meta-Analyse haben die beteiligten Wissenschaftler:innen neun zentrale nationale Studien aus den Jahren 2024 und 2025, in denen über 30 verschiedene Szenarien zur Entwicklung des Energiesystems in Deutschland vorgestellt werden, systematisch analysiert und die Entstehung von Unsicherheiten bei der Rolle möglicher technisch-struktureller Strategien der Energiewende beleuchtet. Das erleichtert die Identifikation robuster energie- und klimapolitischer Transformationsstrategien. Zudem ermöglichen die Ergebnisse der Meta-Analyse die Einordnung der eigenen Modellierungen im Projekt in die aktuelle Szenarienlandschaft. 

Divergierende Annahmen und Aussagen der Energieszenarien wurden in einem transdisziplinären Gremium („Sounding Board“) mit Akteuren aus Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Zivilgesellschaft gespiegelt.

9 Punkte für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende

Um die Transformation des Energiesystems wirklich erfolgreich umzusetzen, sind laut SCOPE.efzn die folgenden Punkte notwendig: 

• Die Ausbaudynamik erneuerbarer Stromerzeugung aus Wind muss gesteigert und der dynamische Ausbau der Photovoltaik beibehalten werden. 
• Verzögerungen der Energiewende müssen vermieden werden, um Mehrkosten zu verhindern. 
• Es müssen Speicher und weitere Flexibilitäten im Stromsystem bereitgestellt werden. 
• Die heimische Erzeugung von grünem Wasserstoff muss ausgebaut werden.
• Die Wärmeversorgung muss mit elektrischen Wärmepumpen und Fernwärme aus erneuerbaren Quellen konsequent auf erneuerbare Energien umgestellt werden. 
• Importabhängigkeiten bei Wasserstoff und synthetischem Erdgas müssen vermieden und deren Lieferketten diversifiziert werden. 
• CCS (CO₂-Abscheidung und -Speicherung) eignet sich nur als Übergangstechnologie für schwer vermeidbare Restemissionen.
• Systemkosten müssen ganzheitlich betrachtet und Investitionen und laufende Kosten zusammen gedacht werden.
• Die europäische Zusammenarbeit im Nordseeraum muss gestärkt werden.

Bespielhaft betrachtet: Ausbaudynamik erneuerbarer Stromerzeugung 

Aus der SCOPE.efzn-Analyse folgt: Die Ausbaudynamik erneuerbarer Stromerzeugung aus Wind muss ab sofort gesteigert werden, um die Klimaziele – also die Treibhausgasneutralität in Deutschland im Jahr 2045 – kostengünstig zu erreichen, während der Ausbau der Photovoltaik nicht reduziert werden sollte. 

Für die Elektrifizierung von Raum- und Prozesswärme, Elektromobilität sowie die Nutzung von klimaneutral erzeugtem Wasserstoff und Wasserstoff-Derivaten ist erneuerbare Energie einzusetzen. Die Meta-Analyse der ausgewählten Studien zeigt: Dadurch wird der jährliche Brutto-Strombedarf erheblich ansteigen: um mindestens 250 TWh bis 2035 und um zwischen 300 und über 1000 TWh bis 2045. Um diesen Mehrbedarf decken zu können, muss die Ausbaudynamik erneuerbarer Stromerzeugung massiv gesteigert werden:

• Für Windenergie auf See ist mit Neuinstallationen von 3 bis 4 GW pro Jahr bis 2040 im Median aller analysierten Szenarien eine wesentlich höhere Ausbaudynamik als in der Vergangenheit notwendig.
• Für Windenergie an Land liegt der erforderliche Ausbau mit ca. 9 GW bis mindestens 2035 pro Jahr in etwa doppelt so hoch wie der im Jahr 2025 erreichte Wert.
• Bei Photovoltaik muss die Dynamik der letzten Jahre mit einem Ausbau von etwa 20 GW pro Jahr beibehalten werden. 

Sparen beim Ausbau der Erneuerbaren Energien wird teuer 

Ohne Geld in die Hand zu nehmen, sind die Klimaziele also nicht zu erreichen. Diese Investitionen für den Ausbau der Erneuerbaren nach hinten zu schieben, um Kosten zu sparen, ist SCOPE.efzn zufolge eine denkbar schlechte Idee, wie die Sensitivitätsanalyse zeigt: Ein Aufschub hat deutliche Mehrkosten zur Folge, aufgrund höherer Kosten für nötige Energieimporte. Diese lassen sich mittelfristig nicht durch die zeitlich verschobenen Investitionen kompensieren – ein Großteil der Investitionen muss bis 2050 nachgeholt werden. 

Wenn die Elektrifizierung der Endnutzungssektoren und der Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung gemeinsam verzögert werden, entstehen SCOPE.efzn zufolge zusätzliche Kosten in Höhe von 17 Mrd. Euro pro Jahr (im Vergleich zum Basis-Szenario), die sich bis zum Jahr 2050 auf 430 Mrd. Euro aufsummieren. Es ist also deutlich wirtschaftlicher, aktuelle Transformationshemmnisse zügig abzubauen, anstatt die Transformationsdynamik auf die Geschwindigkeit der langsamsten Elemente zu reduzieren. 

Erstellt wurde SCOPE.efzn im Auftrag des Niedersächsischen Ministeriums für Umwelt, Energie und Klimaschutz. Gefördert wurde die Studie vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur.