Elektrifizierung und Wasserstoff gelten als Schlüsselstrategien, um die Energiewende zu gestalten und bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen. Forschende des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) haben die Rolle der beiden Technologien in modellierten Szenarien für die künftige EU-Transformation untersucht (Distinct roles of direct and indirect electrification in pathways to a renewables-dominated European energy system).
Über alle Szenarien hinweg ist für die Energiewende die direkte Nutzung von Strom die dominierende Strategie etwa für Autos oder beim Heizen von Gebäuden und in der Industrie. Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe aus Strom werden vor allem für die Luftfahrt, die Schifffahrt, die chemische Industrie und als Stromspeicher benötigt. Elektrifizierung und Wasserstoff ergänzen sich im Gesamtenergiemix somit weitgehend, während sie um einen geringen Anteil von etwa 15 Prozent der Endenergie konkurrieren. Das betrifft vor allem Sektoren wie den Lkw-Verkehr und die industrielle Hochtemperatur-Prozesswärme.
„Der Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und die Umstellung auf elektrische Technologien, wo immer dies möglich ist, ist bei weitem der schnellste und billigste Weg, um die Kohlenstoffemissionen in den meisten Sektoren zu senken. Wir gehen daher davon aus, dass der Anteil von Strom am Endenergieverbrauch von 20 Prozent auf 42 bis 60 Prozent bis 2050 steigen muss, um Klimaneutralität in der EU zu erreichen“, so Studienautor Gunnar Luderer, Leiter der Gruppe Energiesysteme am PIK. Ursache hierfür ist, dass elektrische Technologien zunehmend verfügbar sind und Strom sehr effizient nutzen, während die Umwandlung in Wasserstoff und synthetische Brennstoffe und deren Verbrennung mit erheblichen Energieverlusten verbunden sind. Insgesamt steigt die Stromnachfrage in der EU in den Szenarien bis 2050 um 80 bis 160 Prozent, je nach Umfang der Wasserstoffimporte und der Rolle der Elektrifizierung und des Wasserstoffs in unsicheren Sektoren. Bis dahin müsste somit etwa doppelt so viel Strom erzeugt werden wie heute.
Die Forschenden diskutieren auch den aktuellen Stand der EU-Politik in Bezug auf Elektrifizierung und Wasserstoff und skizzieren drei kritische Eckpfeiler für eine erfolgreiche Transformation. Demnach sollte die Politik der Elektrifizierung beziehungsweise dem Wasserstoff in den Sektoren Vorrang einräumen, in denen sie in allen Szenarien bevorzugt werden, Hindernisse für den Ausbau der erneuerbaren Energien beseitigen und Anreize für den Ausbau von Wasserstoffversorgungsketten schaffen.