Kopernikus-Vision

Wie das Energiesystem 2050 aussehen könnte - und welche Rolle Kopernikus darin spielt

Wie wird unser Leben in Deutschland im Jahr 2050 aussehen? Welche Ressourcen nutzen wir anstelle von Kohle, Erdgas und Erdöl? Welche Technologien werden uns mit Energie versorgen? Die Kopernikus-Projekte haben sich alle diese Fragen gestellt und zusammen Antworten gesucht. Auf dieser Seite lesen Sie das Ergebnis - gekürzt auf die wesentlichen Punkte. Klar, sachlich und verständlich. 

So könnte die Zukunft aussehen, wenn Kopernikus-​Technologien in die breite Anwendung gelangen. Das Bild zeigt einen Ausschnitt eines Posters, auf dem die Kopernikus-​Projekte ihre Zukunftsvision darstellen. Quelle: Kopernikus-​Projekte/ Sapera

2050 ist Deutschland klimaneutral. Die Ergebnisse der Kopernikus-Projekte Ariadne, ENSURE, P2X und SynErgie leisteten einen wichtigen Beitrag zu diesem Erfolg. Energie nutzt die Bundesrepublik nur aus erneuerbaren Quellen. Um das Stromnetz daran anzupassen, wurde es mithilfe der Kopernikus-Projekte aus- und umgebaut. Netzstrukturen sind kostensparend zu einem intelligenten Energienetz verzahnt. Ehemals nicht-elektrische Anwendungen aus den Sektoren Wärmeversorgung, Industrie und Verkehr sind an den Elektrizitätssektor gekoppelt und werden mit erneuerbar erzeugtem Strom versorgt. Der Vorteil: Die drei Sektoren, die früher viel CO2 verursachten, wurden weitgehend dekarbonisiert – etwa, weil keine Öl- und Erdgasheizungen, sondern mit regenerativem Strom betriebene Wärmepumpen verwendet werden. Wo insbesondere in industriellen Prozessen weiterhin CO2 anfällt, kann es eingefangen und mithilfe erneuerbarer Energien in speicherbares Gas umgewandelt oder als Rohstoff genutzt werden – z. B., um Baustoffe für nachhaltige Häuser herzustellen.

Mit der Sektorenintegration steigt der Bedarf an erneuerbaren Energien. Damit dennoch genügend Strom erzeugt wird, wurde in den Kopernikus-Projekten das Zusammenspiel von Stromangebot und -verbrauch analysiert. Dabei konnten Lösungswege aufgezeigt werden, wie das optimale Verhältnis aus zentraler und verbrauchernaher, dezentraler Stromgewinnung aussehen kann. Solar- und Windparks sind nun vielerorts gängiger Anblick. Auch auf privaten Dächern und Hauswänden sind Photovoltaik-Zellen angebracht, denn Haushalte gewinnen – wie auch die Industrie – einen Großteil ihres Stromes selbst. Damit solche tiefgreifenden Veränderungen sozial gerecht abliefen und von den Bürger*innen akzeptiert und mitgetragen wurden, waren diese in die Gestaltung der Energiewende einbezogen. So wurden die in den Kopernikus-Projekten auf Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse entwickelten Optionen und hierfür eingesetzten, politischen Instrumente mit Bürger*innen, ebenso wie mit Vertreter*innen aus der Wirtschaft, Politik und anderen betroffenen Gruppen diskutiert und abgestimmt.

Das Bild zeigt eine Zeichnung eines Elektrolyseurs vor einem Windpark.
Wasser-​Elektrolyseure benötigen das seltene Edelmetall Iridium, um Wasserstoff herzustellen. Durch Arbeiten im Projekt P2X brauchen sie davon nur noch kleinste Mengen. Das macht die Produktion von Grünem Wasserstoff günstiger und liefert einen starken Beitrag zur Klimaneutralität von Industrie, Verkehr und Wärmeversorgung. Welchen Beitrag Grüner Wasserstoff heute leisten kann und wie er optimal in das Energiesystem 2050 integriert werden kann, wurde von ENSURE analysiert. Grafik: Kopernikus-Projekte/ Sapera

Weil sich Wind und Sonne nicht steuern lassen, schwankt die Menge an zur Verfügung stehender Energie. Industrie und Haushalte können dank Lösungen der Kopernikus-Projekte flexibel auf das momentane Angebot reagieren: Stromintensive Produktionsprozesse und Haushaltsgeräte setzen automatisiert dann ein, wenn der Strom günstig ist – wenn z. B. die Sonne stark scheint und viel Strom eingespeist wird. Die Strukturen dieses neuen Strommarktes, der permanent Stromerzeugung und -verbrauch abgleicht, wurden von den Kopernikus-Projekten geschaffen. Erneuerbare Energie wird außerdem von Power-to-X-Anlagen in Kraftstoffen, Chemikalien oder Gasen wie Wasserstoff gespeichert. Bei Bedarfsspitzen oder geringer Energieproduktion kann sie rückverstromt werden. Deutschland betreibt die zur Produktion von Grünem Wasserstoff notwendigen Elektrolyseure selbst, importiert aber auch Grünen Wasserstoff, der nachhaltige Standards erfüllt. Bei solchen Power-to-Gas-Prozessen kommen Edelmetalle zum Einsatz, deren Vorräte weltweit begrenzt sind. Durchsetzen konnte sich das Verfahren trotzdem – in den Kopernikus-Projekten wurden Möglichkeiten gefunden, die nötigen Mengen um das Hundertfache zu verringern.

Das Bild zeigt die Zeichnung von Nikolaus Kopernikus, der auf einem Balkon auf die Energiewelt 2050 blickt.
Die Energiewende war sozial gerecht und hat die Bürger nicht zusätzlich belastet. So hat zum Beispiel eine Reform der Energiesteuer auf Grundlage von Politikvorschlägen aus dem Projekt Ariadne dafür gesorgt, dass Einnahmen zurück an die Bürger geflossen sind. Grafik: Kopernikus-Projekte/ Sapera

Der Grüne Wasserstoff wird nicht nur mithilfe erneuerbarer Energien erzeugt, nachhaltig ist auch sein Transport nach Deutschland: Frachtschiffe tanken klimafreundliche Kraftstoffe, produziert mit Power-to-X-Verfahren. Ebenso glänzen Flugzeuge und LKWs dank E-Kerosin, E-Fuel und Wasserstoff mit einer neutralen CO2-Bilanz. Wie Last- und Schwerverkehr sind auch die Mobilität und Güterversorgung des*der Einzelnen verbessert und klimaneutral: Bürger*innen und Logistik-Unternehmen nutzen bedarfsabhängig elektrische Fahrzeuge, solche mit Wasserstoffantrieb und im Falle von älteren Modellen klimaneutrale E-Fuels. Viele davon fahren autonom. So sind unterstützt durch die Digitalisierung neue Verkehrssysteme entstanden, innerhalb derer sich Fahrzeuge und Drohnen zur Warenauslieferung miteinander vernetzen und dadurch effizient bewegen. Für kurze Wege wird weiterhin auf Bewährtes zurückgegriffen: Fußwege oder Wege mit dem (E-)Fahrrad sind sicherer, angenehmer und damit auch populärer geworden.

Nicht nur bei der Fortbewegung hat sich das Leben verändert: Die Bürger*innen bauen energiesparende Häuser oder leben in energetisch sanierten Bestandsgebäuden. Sie nutzen langlebige und recycelbare Produkte und investieren in regionale Wind- und Solarparks. Sie tun das trotz einiger Nachteile gerne – erlernt doch jedes Schulkind die Zusammenhänge von Klimawandel und Klimaschutz.