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Kläranlagen sind häufig die größten kommunalen Stromverbraucher und durch die Erzeugung von Klärgas, einem erneuerbarem Energieträger, direkt von den Veränderungen im Energiesystem betroffen. Im Zuge der Entwicklung zukunftsgerichteter Strategien für den kommunalen Abwassersektor sollten einerseits Energieeffizienzmaßnahmen im Vordergrund stehen und andererseits flexible Nutzungsmöglichkeiten für die inflexible Stromerzeugung aus Klärgas gefunden werden. Im Sinne einer optimalen Nutzung dieser Ressource wird in diesem Positionspapier die Verwendung des Klärgases im Wärme- und Verkehrssektor in den Fokus genommen und an Hand des zukünftigen Elektrizitätsmarktes exemplarisch dargestellt.

Durch die Einführung des KSG sollte die deutsche Klimaschutzpolitik zentral koordiniert und gesteuert sowie ein übergreifender Rahmen für bestehende oder noch zu ergreifende Einzelmaßnahmen geschaffen werden, durch die letztendlich die Emissionsreduktionsziele erreicht werden. Das Kurzgutachten untersucht am Beispiel des Zusammenspiels zwischen dem KSG und der Steuerung des Ausbaus erneuerbarer Energien durch das EEG 2021, wie sich die Ziele dieses übergreifenden Rahmens mit den zu dessen Ausfüllung aufgestellten Zielen der Fachgesetze verhalten. Dabei werden im Rahmen des Gutachtens sowohl die Zieldefinitionen als auch die in beiden Gesetzen verankerten Zielkontrollmechanismen untersucht. Das Kurzgutachten vergleicht die Regelungen in den Gesetzen und untersucht diese auf bestehende Verknüpfungen. Die hierdurch gezogenen Schlüsse können – unter Berücksichtigung der jeweils geltenden Besonderheiten - auch auf die Verbindung des KSG zu anderen Einzelmaßnahmen übertragen werden.

Die Vergütungssätze für Photovoltaikanlagen auf Dächern sind in den letzten Jahren erheblich zurück gegangen, während der Kostenrückgang zur Errichtung der Anlagen deutlich abflachte. Dadurch ist ein wirtschaftlicher Betrieb von PV-Anlagen bis 100 kWp nur noch möglich, wenn ein Teil des Stroms selbst verbraucht werden kann. Wenn der ungleichmäßigen Entwicklung von Vergütung und Kosten nicht entgegengewirkt wird, werden bis Mitte 2022 viele der untersuchten Anlagen auch mit einer Eigenverbrauchsnutzung nicht mehr wirtschaftlich sein. Daraus ergibt sich ein Anpassungsbedarf des Degressionsmechanismus, sodass dieser gegenüber seiner bisherigen Kernfunktion (Kostendeckelung) neu justiert wird, um einen hohen PV-Zubau zu garantieren. Damit außerdem auch PV-Anlagen ohne Eigenverbrauch wieder zu dem benötigten Zubau beitragen können, müsste zusätzlich zur Anpassung des Degressionsmechanismus ein Zuschlag auf den Vergütungssatz implementiert werden. Hausbesitzer und Installateure sollten PVAnlagen nicht mehr am Eigenverbrauchsanteil, sondern am vorhandenen Dachpotenzial auslegen, sodass dieses vollständig genutzt wird. Insgesamt muss der Fokus verstärkt auf den Beitrag zur Dekarbonisierung des gesamten Stromsystems gelegt werden und weniger auf das eigene Haus als abgeschlossenen Stromkosmos.

Ein Förderprogramm für Bürgerenergiegesellschaften in der Vorentwicklungsphase kann mehrere finanzielle Risiken in einem Ausschreibungssystem adressieren. Dies kann den Erhalt der Akteursvielfalt in den Auktionsrunden unterstützen. Die Förderung müssten die Bürgerenergiegesellschaften zurückzahlen, wenn ihr Gebot in den Ausschreibungen erfolgreich ist. Im Rahmen des Förderprogramms kann eine kostenlose Beratung dazu führen, dass Bürgerenergiegesellschaften umsetzbare Projekte planen und größere Aussichten auf einen Zuschlag haben. Die zuständige Beratungsstelle kann dabei klarstellen, wer die Förderung erhält und wie hoch die Chancen sind, dass die finanziellen Mittel zurückfließen. Diese Studie untersucht, wie ein solches Förderprogramm ausgestaltet werden sollte. Das Instrument wird in den Kontext anderer Instrumente zur Verminderung von Risiken für Bürgerenergiegesellschaften eingeordnet, um herauszufinden, ob andere Instrumente geeigneter für den Erhalt der Akteursvielfalt wären. Bestehende Beispiele dieser Förderform werden dargestellt.

Wir beschäftigen uns mit der Frage, wie viel konventionelle Kraftwerkskapazität durch darge-botsabhängige erneuerbare Energien bei gleichbleibender Lastdeckungswahrscheinlichkeit eingespart werden können. Der Kapazitätskredit ist ein Indikator für diese Substitutions-beziehung. Unsere Analysen konzentrieren sich auf den Kapazitätskredit von Windenergie und Photovoltaik und damit auf die beiden bedeutendsten dargebotsabhängigen EE-Technologien. Wir entwickeln dafür bestehende Methoden weiter, um insbesondere räumliche Durchmisch-ungseffekte im europäischen Binnenmarkt unter Berücksichtigung begrenzter Netzkapazitäten sowie dynamische Anpassungsprozesse konventioneller Kapazitäten erfassen zu können. Die durchgeführten Analysen zeigen, wie anhand der weiterentwickelten Methode und auf Basis einer umfangreichen Datengrundlage aus zehn historischen Wetterjahren der Kapazitätskredit der erneuerbaren Energien unter Berücksichtigung der wetterabhängigen, stochastischen Eigenschaften der Last und der Einspeisung erneuerbarer Energien und unter Unsicherheit über Kraftwerksausfälle berechnet werden kann, sowohl bei engpassfreien als auch bei begrenztem internationalen Austausch und bei einer dynamischen Anpassung der konventionellen Kraft-werksleistung an die EE-Durchdringung. Wir berechnen den Kapazitätskredit für insgesamt 15 Szenarien, in denen wir u. a. die EE-Technologien, ihre räumliche Verteilung und die europäisch-en Interkonnektorkapazitäten variieren.

Eine CO2-arme Stromversorgung auf Basis erneuerbarer Energien ist ein integraler Bestandteil eines ambitionierten, langfristigen Klimaschutzvorhabens. Die Dekarbonisierung der Stromversorgung im Rahmen einer nachhaltigen Entwicklung erfordert eine vollständige Umstellung auf erneuerbare Energien (EE) und infolge dessen eine strukturelle Anpassung des residualen Kraftwerksparks, eine Flexibilisierung der Nachfrage, Netzausbau sowie eine verstärkte Nutzung der Schnittstellen des Stromsektors zum Wärme- und zum Verkehrssektor(Sektorkopplung). Um den Transformationsprozess sicher und kostengünstig zu gestalten, müssen Rahmenbedingungen im Markt- und Regulierungsdesign geschaffen werden, die den EE-Ausbau unterstützen und das Zusammenspiel der Systemelemente effizient organisieren. Um den Anforderungen der erneuerbaren Energien und der Transformation gerecht zu werden, entwickelte dieses Projekt einen konsistenten Synthesevorschlag für das Markt- undRegulierungsdesign für die Zeit bis 2050. Dieser sieht für den Strommarkt ein Energy-Only-Marktdesign vor, das die bestmöglichen Voraussetzungen für eine wettbewerblich organisierte Flexibilisierung des Stromsystems schafft. Flexibilitätsoptionen und die Integration des europäischen Binnenmarktes können einen wesentlichen Beitrag zur EE-Integration und zurStabilisierung ihrer Marktwerte leisten. Letzteres unterstützt die Wirtschaftlichkeit der erneuerbaren Energien. Im EE-Fördersystem sollten die Marktwerte als zentrale Größe bei der Bestimmung der Förderhöhe und im Anreizsystem berücksichtigt werden, sodass effiziente Anreize für den Zubau und die Marktintegration gesetzt werden. Weiterentwickelte Ausschreibungssysteme auf Basis variabler bzw. gleitender Marktprämien können diese Anforderungen erfüllen. Langfristig können auch Power Purchase Agreements eine wichtige (ergänzende) Rolle für die Finanzierung der EE spielen. Ein Energy-Only-Marktdesign kann die Versorgungssicherheit effizient gewährleisten. Zur Absicherung gegen ungewisse Extremereignisse kann eine Kapazitätsreserve dienen, da sie das Anreizsystem nicht verzerrt.

Um die Klimaziele des Übereinkommens von Paris einzuhalten, ist eine Transformation zur Dekarbonisierung der Energieversorgung notwendig. Für Europa bedeutet dies u. a. aufgrund landwirtschaftlicher Sockelemissionen eine weitestgehend CO2-freie Stromerzeugung bis spätestens 2050. Damit dieses Ziel im Rahmen einer nachhaltigen Entwicklung erreicht werden kann, ist eine weitestgehend auf erneuerbaren Energieträgern (EE) basierende Stromver-sorgung erforderlich. Die entsprechende Transformation birgt Herausforderungen für das Stromsystem, die durch eine Vielzahl technologischer Optionen gelöst werden können. Daher stellt sich die Frage, welche dieser sehr vielfältigen Optionen wann und in welchem Umfang genutzt werden sollten. Dabei sind die Substitutionsmöglichkeiten zwischen den Optionen und die komplexen Wechselwirkungen zwischen allen Systemelementen zu beachten. Das Umweltbundesamt (UBA) hat die Connect Energy Economics GmbH (Connect) daher damit beauftragt, effiziente Transformationspfade der Stromerzeugung bis 2050 modellgestützt zu identifizieren. Die analysierten Szenarien bilden dabei die Entwicklung des deutschen und euro-päischen Versorgungssystems bei ambitionierten CO2-Zielen unter verschiedenen Rahmenbe-dingungen ab. Die Ergebnisse der Szenarien zeigen, dass sich die analysierten Transformations-pfade des Stromsystems durch große technologische Vielfalt, hohe Flexibilität und eine umfas-sende Nutzung der Vorteile des europäischen Binnenmarktes für Strom auszeichnen. Auch für sehr ambitionierte Klimaziele bestehen Lösungen für eine weitestgehend CO2-freie und zugleich kostengünstige und sichere Versorgung.

Der Ausbau der erneuerbaren Energien ist zentraler Bestandteil eines gelungenen Klima - und Ressourcenschutzes. Das Politikpapier beschreibt die zentralen Ergebnisse der RESCUE-Studie, damit verbundene Herausforderungen und erforderliche Schritte zum Ausbau der erneuerbaren Energien, um Treibhausgasneutralität zu ermöglichen und einem angemessenen Beitrag Deutschlands zum Klimaübereinkommen von Paris nahe zu kommen.

Das ⁠UBA⁠ empfiehlt, die Finanzierung der Förderung erneuerbarer Energien zu reformieren und gerechter zu machen, und hat deshalb ein Gutachten beauftragt. Die Verfasser des Gutachtens empfehlen, künftig auch den Verbrauch von Öl, Kohle, Gas, Diesel und Benzin mit den Kosten des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) zu belasten und diese Energieträger in Abhängigkeit ihrer CO2-Emissionen zu besteuern. Im Gutachten wurden zwei Reformoptionen erarbeitet: Option 1 (die geltenden Energiesteuersätze für Kraft- und Heizstoffe durch einen CO2-Aufschlag ergänzen) wäre aus Sicht des UBA begrüßenswert und kurzfristig umsetzbar. Option 2 sieht vor, auch die fossile Stromerzeugung aus Kohle und Gas in die Energiebesteuerung einzubeziehen. Vor der Umsetzung eines CO2-Preises im Stromsektor sollten aus Sicht des UBA allerdings die Wechselwirkungen zum Emissionshandel, zum Ordnungsrecht und zum Strommarkt weitergehend untersucht werden, um unerwünschte Wirkungen zu vermeiden.

Die in den Ländern zur Sicherung von Flächen für die Windenergie überwiegend stattfindenden sog. Windkonzentrationszonenplanungen erweisen sich in der Praxis als fehleranfällig. In vielen Fällen werden sie durch Gerichte aus unterschiedlichen Gründen für unwirksam erklärt. Die gewünschte räumliche Steuerung des Windenergieausbaus wird so nicht sichergestellt. Dort, wo sie gelingt, wird derzeit zudem bundesrechtlich nicht sichergestellt, dass Flächen in einem Umfang bereitgestellt werden, wie es für einen klimagerechten Windenergieausbau entsprechend verschiedener Energieszenarien notwendig wäre. Insbesondere das Gebot, der Windenergie substanziell Raum zu verschaffen, beinhaltet, verstanden als bloße Konkretisierung des Verbots der Verhinderungsplanung, keine solche Verpflichtung. Vor diesem Hintergrund zeigt der vorliegende Bericht einen Weg auf, nicht nur die Flächenbereitstellung rechtssicherer auszugestalten und dabei die kommunale Planungsebene gegenüber dem derzeitigen Steuerungsmodell zu stärken, sondern skizziert auch eine Möglichkeit, über quantitative Mengenvorgaben des Bundes die Flächenbereitstellung auf einen klimagerechten Windenergieausbau hin auszurichten. Ersteres könnte über eine modifizierte Außenbereichsprivilegierung für die Windenergie nach dem Vorbild des heutigen § 35 Abs. 1 Nr. 4 BauGB geschehen. Die Übertragbarkeit des dort zugrunde liegenden Steuerungsmodells auf die Windenergie wird dargestellt, Konsequenzen für ihre Steuerbarkeit mittels Bebauungsplänen aufgezeigt. Zur Erhöhung der Steuerungsleistung dieses Modells wird eine Verknüpfung mit dem Modell bundesrechtlicher Mengenvorgaben erwogen. Hierbei werden unter Berücksichtigung der Erkenntnisse der Akzeptanzforschung verschiedene Ausgestaltungsvarianten skizziert und geprüft.

Folgende Politikempfehlungen für die Bundesregierung stellen die Gasversorgung für den Winter 2022 und darüber hinaus sicher, ohne dabei die Klimaschutzziele aus den Augen zu verlieren. Damit Flüssiggas eine Übergangslösung wird und die Gasversorgung möglichst klimaschonend verläuft, sind zentrale Ergebnisse im zweiten Kapitel die Gasleitungsinfrastruktur in Europa optimaler zu nutzen, die Wasserstofffähigkeit der LNG-Terminals herzustellen und durch eine möglichst nachhaltige Suche neuer Lieferländer zu diversifizieren. Der schnelle Wasserstoffhochlauf in Stahl- und Chemieindustrie kann die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands sichern. Wie die Krise zu bewältigen ist durch Einsparungen von Gas- und Energieverbrauch, beispielsweise über verbindliche Sektor-Reduzierungsziele und eine zielsichere und passgenau Energiesparkampagne, wird im dritten Kapitel diskutiert. Durch wenige Handgriffe kann außerdem der Ausbau der Erneuerbaren Energien weiterhin beschleunigt werden und somit gleichzeitig die Krise mildern und die ambitionierten Klimaschutzziele erreicht werden. UBA stellt außerdem große Einsparpotenziale für die Industrie fest, wenn gasintensive Produkte kreislauffähiger gestaltet werden. Den Blick im vierten Kapitel auf die Lieferländer und Deutschlands Rolle im Geflecht der internationalen Energiekrise wendend, werden Vorschläge unterbreitet wie fossile lock-ins bei Industrie- und Entwicklungsländern vermieden werden können, bspw. durch Klimaklubs und globale Klimaneutralität durch Senken und negative Emissionen erreicht werden kann.

Dem aus Klimaschutzsicht zusätzlich erforderlichen Erneuerbare-Energien-Ausbau steht eine Reihe von Hemmnissen entgegen. Das Vorhaben untersucht, wie Rahmenbedingungen angepasst werden müssen, um diese Hemmnisse zu reduzieren. Zuerst werden unterschiedliche Klimaschutzszenarien ausgewertet, um den Ausbau erneuerbarer Energien zu ermitteln, der zur Erreichung der Klimaschutzziele notwendig ist. Eine Reihe von Gutachten im Rahmen des Projektes entwickelte konkrete Abhilfemaßnahmen gegen Hemmnisse beim Ausbau erneuerbarer Energien. Die Themen umfassen unter anderem die Flächenbereitstellung für die Windenergie an Land, eine Photovoltaik-Pflicht mit Verpachtungskataster und deren Potenzialanalyse, sowie Ansätze zur Nutzung von PVDachpotenzialen jenseits von Eigenversorgungskonzepten.

Mit diesem Thesenpapier schlägt das Umweltbundesamt strategische Maßnahmen und zielgerichtete Instrumente zur Reduzierung der Kohleverstromung für den Zeitraum bis 2030 vor. Für eine stark überproportionale Treibhausgasminderung der Energiewirtschaft als Beitrag, um die Klimaschutzziele bis 2020 zu erreichen, empfiehlt das UBA die Stromerzeugung auf 4000 Volllaststunden pro Jahr für Stein- und Braunkohlekraftwerke mit einem Alter von mindestens 20 Jahren zu begrenzen und zusätzlich mindestens 5 GW der ältesten Braunkohlekraftwerke stillzulegen. Um das Ziel für die Treibhausgasminderung der Energiewirtschaft bis 2030 robust zu erreichen, empfiehlt das UBA zusätzlich zur Volllaststundenbegrenzung die ältesten Braun- und Steinkohlekraftwerke nach dem Kernenergieausstieg 2022 stillzulegen und auf maximal 19 GW Gesamtleistung zu reduzieren.

Das UBA-Vorhaben "Entwicklung und Umsetzung eines Monitoringsystems zur Analyse der Akteursstruktur bei Freiflächen-Photovoltaik und der Windenergie an Land" wird von der IZES gGmbH in Kooperation mit der Leuphana Universität Lüneburg durchgeführt. Dabei wird ein Konzept entwickelt, mit dem sich die Veränderungen in der Zusammensetzung der Akteure, die an großen Photovoltaik- und an Windenergieanlagen an Land seit Inbetreibnahmejahr 2010 beteiligt sind, erfassen lassen. Es ist ein erklärtes Ziel des Gesetzgebers, die bestehende Akteursvielfalt auch nach der Einführung von Ausschreibungen zur Ermittlung der Vergütungshöhe zu erhalten. In welchem Maße dieses Ziel erreicht oder verfehlt wird, lässt sich durch den Vergleich der bisherigen Akteursstruktur mit derjenigen nach Einführung von Ausschreibungen bewerten. Dies setzt jedoch eine wissenschaftlich belastbare Methodik zur Ermittlung – im besten Falle Quantifizierung – dieser Akteursvielfalt voraus. Wesentlicher Bestandteil dieses Projektvorhabens ist es, eine wissenschaftliche Grundlage für die Erfassung und Evaluierung von Änderungen im Bereich der Akteursstruktur zu entwickeln. Dieser Teilbericht stellt die hierfür entwickelte Methodik zur Akteursklassifizierungin folgenden Abschnitten dar: Vorstellung der (energie-)politischen Ziele, zu denen die imMonitoringerhobenen Datennutzbar sein sollen, eine Ableitung hierzu passender Definitionen der relevanten Akteursgruppen und Klassifika-tionskriterien, insbesondereeine projektspezifische Klassifikation in Bezug auf "beteili-gungsoffene Bürgerenergiegesellschaften", eine Ausweisung geeigneter Datenquellen zur unternehmensbasierten Recherche sowie die Diskussion und Vertiefung einzelnermethodischer und praktischer Herausforderungenbei der Datenbeschaffung sowie ihrer Auswirkungen auf die Methodikentwicklung.

Die RESCUE-Studie zeigt in sechs Szenarien mögliche Lösungs- und Handlungsspielräume für Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität in Deutschland bis 2050. Dabei werden Änderungen im Ausbau der erneuerbaren Energien, Anstrengungsniveaus zur Treibhausgasneutralität, Materialeffizienz und zu nachhaltigen Lebensstilen untersucht. Bis 2050 können die Treibhausgasemissionen um 95 Prozent bis 97 Prozent gegenüber 1990 gemindert werden. In Verbindung mit einer nachhaltigen land- und forstwirtschaftlichen Bewirtschaftung können Netto-Null-Emissionen erreicht werden. Der Primärrohstoffkonsum wird um 56 Prozent bis 70 Prozent reduziert (allerdings kommt es auch zu einer Mehrinanspruchnahme einzelner Rohstoffe). Der vorliegende Forschungsbericht gibt eine detaillierte Übersicht über das Projekt. Zur Umsetzung der beschriebenen Transformationspfade sind ein ambitioniertes und schnelles Handeln sowie internationale Kooperation notwendig.