Ein stärker integriertes System, in dem die Verbraucher eine aktive Rolle bei der Energieversorgung spielen, wird auch „multidirektional“ ausgerichtet sein: „vertikal“, indem dezentrale Erzeugungseinheiten und Kunden aktiv zu einer ausgewogenen Gesamtbilanz und Flexibilität des Systems beitragen – z. B. Biomethan aus organischen Abfällen, das in Gasnetze lokal eingespeist wird, oder die Netzintegration von Fahrzeugen („vehicle-to-grid“); „horizontal“ durch zunehmenden Energieaustausch zwischen verbrauchenden Sektoren, z. B. Energiekunden, die Wärme in intelligenten Fernwärme- und ‑kältesystemen austauschen oder Strom einspeisen, den sie einzeln oder als Energiegemeinschaften erzeugen.

Drittens die Verwendung erneuerbarer und CO2-armer Brennstoffe (auch Wasserstoff) für den Endverbrauch‚ wenn Direktheizung oder Elektrifizierung nicht möglich oder ineffizient ist oder höhere Kosten verursacht. Regenerative Gase und Flüssigkeiten, produziert aus Biomasse oder erneuerbarem, CO2-arm gewonnenem Wasserstoff, können Lösungen bieten, mit denen die aus variablen erneuerbaren Quellen erzeugte Energie – unter Nutzung von Synergien zwischen dem Elektrizitäts-, dem Gas- und dem Endverbrauchssektor – gespeichert werden kann. Beispiele hierfür sind die Verwendung von erneuerbarem Wasserstoff in industriellen Verfahren und im Straßenschwerlast- und im Schienenverkehr‚ von synthetischen, aus erneuerbarer Energie gewonnenen Kraftstoffen im Luft- und Seeverkehr oder von Biomasse in den Sektoren, wo sie den größten Mehrwert erbringt.

Erstens ein stärker „kreislauforientiertes“ Energiesystem, dessen zentrales Element die Energieeffizienz ist und in dem die Lösungen mit der geringsten Energieintensität Vorrang haben, unvermeidbare Abfallströme zu Energiezwecken wiederverwendet und Synergien sektorübergreifend genutzt werden. Dies geschieht bereits in kombinierten Kraft-/Wärmeanlagen oder durch die Nutzung bestimmter Abfälle und Reststoffe. Allerdings besteht hier noch ungenutztes Potenzial, etwa durch Wiederverwendung von Abwärme aus industriellen Verfahren, aus Rechenzentren oder durch Energiegewinnung aus Bioabfall oder Kläranlagen.

Ergänzt wird die Strategie durch die parallele Mitteilung über eine „EU-Wasserstoffstrategie für ein klimaneutrales Europa“, in der die Möglichkeiten und notwendigen Maßnahmen für den verstärkten Einsatz von Wasserstoff in einem integrierten Energiesystem genauer dargelegt werden.

In dieser Strategie werden deshalb konkrete politische und legislative Maßnahmen auf EU-Ebene vorgeschlagen‚ um schrittweise ein neues integriertes Energiesystem zu gestalten und dabei den unterschiedlichen Ausgangspositionen der Mitgliedstaaten Rechnung zu tragen. Sie trägt zu den Arbeiten der Kommission an einem umfassenden Plan für eine verantwortungsvolle Anhebung des EU-Klimaziels bei, das beinhalten soll, die Treibhausgasemissionen bis 2030 um mindestens 50 % bzw. bis zu 55 % zu verringern. Ferner werden Vorschläge für Folgemaßnahmen vorgestellt, die als Teil der im europäischen Grünen Deal angekündigten Überarbeitung von Rechtsvorschriften, die bis Juni 2021 stattfinden soll, erarbeitet werden.

Um diese Vision Wirklichkeit werden zu lassen, muss jetzt entschlossen gehandelt werden. Investitionen in Energieinfrastrukturen haben in der Regel eine wirtschaftliche Lebensdauer von 20 bis 60 Jahren. Die Schritte der kommenden fünf bis zehn Jahre werden für den Aufbau eines Energiesystems, das Europa bis 2050 in die Klimaneutralität führt, entscheidend sein.

Sinkende Kosten bei den Technologien für erneuerbare Energien, Entwicklungen am Markt, rasche Innovationen bei Speichersystemen und Elektrofahrzeugen sowie die Digitalisierung sind allesamt Faktoren, die automatisch eine stärkere Integration des Energiesystems in Europa zur Folge haben. Gleichwohl gilt es, noch einen Schritt weiter zu gehen und die fehlenden Bindeglieder im Energiesystem zu schaffen, um höhere Dekarbonisierungsziele bis 2030 und die Klimaneutralität bis 2050 zu erreichen, und zwar auf eine Weise, die kosteneffizient ist und mit dem im europäischen Grünen Deal verankerten grünen Gebot „Verursache keine Schäden“ im Einklang steht. Indem auf dem Weg zur Systemintegration verstärkt saubere und innovative Verfahren und Instrumente zum Einsatz kommen, werden neue Investitionen mobilisiert, Beschäftigung und Wachstum gefördert und die führende Rolle der EU-Industrie auf globaler Ebene gefestigt. Dies kann auch zur wirtschaftlichen Erholung nach Überwindung der COVID-19-Krise beitragen. Im Aufbauplan der Kommission vom 27. Mai 2020 wird hervorgehoben, dass als Teil der Maßnahmen zur Mobilisierung von Investitionen in umweltfreundliche Schlüsseltechnologien und Wertschöpfungsketten das Energiesystem stärker integriert und die Wirtschaft insgesamt widerstandsfähiger werden muss. Als Richtschnur für Investitionen in diese Maßnahmen wird auch die EU-Taxonomie für ein nachhaltiges Finanzwesen dienen, damit gewährleistet ist, dass sie unseren langfristigen Zielsetzungen dienen. Ein integriertes Energiesystem wird die Kosten des Übergangs zur Klimaneutralität für die Verbraucher minimieren und ihnen neue Möglichkeiten eröffnen, ihre Energiekosten zu senken und aktiv am Markt teilzunehmen.

Das heutige Energiesystem basiert noch immer auf mehreren vertikalen, parallel verlaufenden Energie-Wertschöpfungsketten, die bestimmte Energieressourcen und bestimmte Endverbrauchssektoren starr miteinander verbinden. So nehmen beispielsweise Erdölerzeugnisse im Verkehrssektor und als Ausgangsstoffe für die Industrie eine herausragende Stellung ein. Kohle und Erdgas werden überwiegend für die Erzeugung von Strom und Wärme verwendet. Strom- und Gasnetze werden unabhängig voneinander geplant und verwaltet. Auch die Marktregeln sind weitgehend auf die jeweiligen Sektoren zugeschnitten. Dieses Modell getrennter Silos ist für die Verwirklichung einer klimaneutralen Wirtschaft ungeeignet. Es ist technisch und wirtschaftlich ineffizient und führt zu erheblichen Verlusten in Form von Abwärme und niedriger Energieeffizienz.

Das Energiesystem spielt bei der Verwirklichung dieser Ziele eine entscheidende Rolle. Der Kostenrückgang bei den Technologien für erneuerbare Energien in jüngster Zeit, die Digitalisierung unserer Wirtschaft sowie neue Technologien für Batterien, Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge oder Wasserstoff bieten die Gelegenheit zu einer noch rascheren, tief greifenden Umgestaltung unseres Energiesystems und seiner Struktur in den nächsten zwei Jahrzehnten. Die Zukunft Europas im Energiebereich hängt von einem stetig wachsenden Anteil dezentraler erneuerbarer Energien und der flexiblen Integration verschiedener Energieträger ab, wobei gleichzeitig Ressourcen geschont sowie Umweltverschmutzung und der Verlust an biologischer Vielfalt verhindert werden müssen.

2.2.Welche Vorteile bringt die Integration des Energiesystems?

Die Integration des Energiesystems trägt zur Verringerung der Treibhausgasemissionen in Sektoren bei, in denen die Dekarbonisierung am schwierigsten ist‚ etwa durch die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen in Gebäuden und im Straßenverkehr oder von erneuerbaren CO2-armen Kraftstoffen in der Schifffahrt, im Luftverkehr oder in bestimmten industriellen Verfahren.

Durch die Integration ließen sich auch Energiequellen effizienter nutzen, wodurch der Energiebedarf und die damit verbundenen Klima- und Umweltauswirkungen verringert würden. In bestimmten Bereichen des Endverbrauchs werden voraussichtlich neue Brennstoffe benötigt, deren Erzeugung sehr energieintensiv ist, z. B. Wasserstoff oder synthetische Kraftstoffe. Zugleich kann aber dank der Effizienz elektrischer Endverbrauchstechnologien der Primärenergiebedarf um ein Drittel gesenkt werden , wenn wir große Teile unseres Verbrauchs elektrifizieren. Auch gehen 29 % des industriellen Energiebedarfs als Abwärme verloren, die verringert oder wiederverwendet werden kann. Kleine und mittlere Unternehmen können Synergien schaffen, indem sie energieeffizienter werden und verstärkt erneuerbare Ressourcen und Abwärme nutzen. Insgesamt soll durch den Übergang zu einem stärker integrierten Energiesystem der Bruttoinlandsverbrauch bis 2050 um ein Drittel gesenkt und zugleich ein Anstieg des BIP um zwei Drittel unterstützt werden. Neben Energieeinsparungen und weniger Treibhausgasemissionen würde sich auch die Luftqualität verbessern und der „Energie/Wasser-Fußabdruck“ verringern, was für die Anpassung an den Klimawandel, den Schutz der Gesundheit und die Erhaltung der natürlichen Ressourcen unverzichtbar ist.

Die Integration des Energiesystems wird auch die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Wirtschaft stärken‚ indem nachhaltigere und effizientere Technologien und Lösungen in allen industriellen Ökosystemen mit Bezug zur Energiewende sowie ihre Standardisierung und Markteinführung gefördert werden. Spezialisierte Unternehmen werden Dienstleistungen im lokalen Umfeld erbringen und mehr wirtschaftliche Vorteile auf regionaler Ebene generieren. Dies bietet der Union die Chance, zum einen ihre führende Stellung bei sauberen Technologien wie intelligenten Netztechnologien und Fernwärmesystemen zu behaupten und zu stärken, und zum anderen auch bei neuen, effizienteren und komplexeren Technologien und Prozessen, die eine immer wichtigere Rolle in den Energiesystemen weltweit spielen dürften – z. B. Batterien oder Wasserstofftechnologien – eine Vorreiterrolle zu übernehmen. Die Gebiete, Regionen und Mitgliedstaaten, die dieser Wandel vor die größten Herausforderungen stellt, werden durch den Mechanismus für einen gerechten Übergang und den zugehörigen Fonds für einen gerechten Übergang unterstützt.

Darüber hinaus wird eine bessere Integration zusätzliche Flexibilität schaffen im Hinblick auf die Verwaltung des Energiesystems insgesamt und somit dabei helfen, größere Anteile an variablen erneuerbaren Energien zu integrieren. Zudem werden auch Speichertechnologien einen Schub erhalten: Pumpspeicher, Netzbatterien und Elektrolyseure bedeuten Flexibilität für den Elektrizitätssektor. Hausbatterien und Elektrofahrzeuge „hinter dem Zähler“ in Gebäuden bieten Möglichkeiten für ein besseres Management der Verteilernetze. Bis 2050 könnten Elektrofahrzeuge bis zu 20 % des täglichen Flexibilitätsbedarfs decken ‚ während im Industriesektor die Wärmespeicherung auf Betriebsebene eine Lösung sein kann. Durch eine engere Verzahnung zwischen Elektrizitäts- und Wärmesektor könnten bereits heute Echtzeit-Strompreise für Elektroheizungen verwendet und auf diese Weise Lasten intelligent gesteuert werden. Hybrid-Wärmepumpen und intelligente Fernwärme bieten darüber hinaus Möglichkeiten für eine Arbitrage zwischen Strom- und Gasmarkt. Außerdem bieten Elektrolyseure die Möglichkeit, Strom aus erneuerbaren Quellen in erneuerbaren Wasserstoff umzuwandeln, wodurch langfristige Speicher- und Pufferkapazitäten entstehen und die Strom- und Gasmärkte weiter integriert werden können.

Schließlich kann die Systemintegration – durch Vernetzung der verschiedenen Energieträger, standortnahe Produktion, Eigenerzeugung und intelligente dezentrale Energieversorgung – auch dazu beitragen, die Stellung der Verbraucher weiter zu stärken und die Resilienz und Versorgungssicherheit zu verbessern. Einige der Technologien, die in einem integrierten Energiesystem benötigt werden, erfordern große Mengen an Rohstoffen, auch solchen, die in der EU als kritisch eingestuft sind. Werden jedoch die Einfuhren von Erdgas und Erdölerzeugnissen ersetzt durch Strom, Gas und Flüssigkeiten aus lokalen erneuerbaren Quellen und werden Kreislaufmodelle in stärkerem Maße umgesetzt, so hat dies zuallererst sinkende Importkosten und eine geringere Abhängigkeit von externen fossilen Energieträgern zur Folge, wodurch die europäische Wirtschaft krisenfester wird.

3.Praktische Umsetzung: Aktionsplan zur beschleunigten Umstellung auf saubere Energie durch Integration des Energiesystems

Diese Strategie umfasst sechs Säulen mit koordinierten Maßnahmen, um bestehende Hindernisse für die Integration des Energiesystems zu beseitigen.

3.1.Ein kreislauforientiertes Energiesystem nach dem Grundsatz „Energieeffizienz an erster Stelle“

Zentrales Element der Systemintegration ist die Anwendung des Grundsatzes „Energieeffizienz an erster Stelle“ in sämtlichen Politikbereichen. Energieeffizienz senkt den Gesamtinvestitionsbedarf und die Kosten im Zusammenhang mit der Erzeugung und Nutzung von Energie und der zugehörigen Infrastruktur. Außerdem werden der damit verbundene Flächen- und Materialverbrauch sowie Beeinträchtigungen der Umwelt und der Verlust an biologischer Vielfalt gemindert. Gleichzeitig kann die Systemintegration dazu beitragen, die Energieeffizienz in der EU durch eine kreislauforientierte Nutzung der verfügbaren Ressourcen und die Umstellung auf effizientere Energietechnologien zu steigern. Beispielsweise haben Elektrofahrzeuge im Vergleich zu Verbrennungsmotoren einen wesentlich höheren Wirkungsgrad, und durch den Austausch eines mit fossilen Brennstoffen betriebenen Heizkessels durch eine Wärmepumpe, die mit erneuerbarem Strom funktioniert, werden zwei Drittel an Primärenergie eingespart .

Die erste Herausforderung besteht darin, den Grundsatz „Energieeffizienz an erster Stelle“ im gesamten Energiesystem einheitlich anzuwenden. Dazu gehört die Bevorzugung nachfrageseitiger Lösungen, wenn sich damit strategische Ziele kostengünstiger erreichen lassen als mit Investitionen in die Energieversorgungsinfrastruktur, aber auch, die Energieeffizienz in die Prognosen zur Angemessenheit der Stromerzeugung mit einzubeziehen. Die Energieeffizienzrichtlinie und die Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden sehen bereits Anreize für die Kunden vor, wenn auch nicht in ausreichendem Maße, um die gesamte Lieferkette abzudecken. Weitere Maßnahmen sind erforderlich, um sicherzustellen, dass bei Kundenentscheidungen in Bezug auf Energieeinsparungen, die gemeinsame Nutzung von Energie oder den Wechsel des Energieträgers die Energiebilanz und der Fußabdruck der verschiedenen Energieträger über den gesamten Lebenszyklus angemessen berücksichtigt werden. Eine Rolle spielen dabei Aspekte wie die Gewinnung, Erzeugung und Wiederverwendung bzw. das Recycling von Rohstoffen, die Konversion, Umwandlung, Beförderung und Speicherung von Energie sowie der wachsende Anteil erneuerbarer Energieträger an der Stromversorgung. In bestimmten Industriezweigen, in denen die Umstellung von fossilen Brennstoffen auf Strom einen höheren Verbrauch zur Folge hat, muss sorgfältig abgewogen werden.

Der Primärenergiefaktor (PEF) ist in dieser Hinsicht ein wichtiges Instrument, das es ermöglicht, das Einsparungspotenzial verschiedener Energieträger besser miteinander zu vergleichen. Die meisten regenerativen Energien sind zu 100 % effizient und haben einen niedrigen PEF. Der PEF sollte die tatsächlichen Einsparungen widerspiegeln, die durch Strom und Wärme aus erneuerbaren Quellen erzielt werden. Die Kommission wird den Wert des PEF überprüfen und feststellen, ob durch die geltenden EU-Rechtsvorschriften gewährleistet ist, dass die Mitgliedstaaten den PEF ordnungsgemäß anwenden.

Die anstehende Initiative „Renovierungswelle“, die im europäischen Grünen Deal angekündigt wurde, wird ebenfalls konkrete Vorschläge enthalten, um EU-weit die Umsetzung von Maßnahmen auf dem Gebiet der Energie- und Ressourceneffizienz sowie die Nutzung erneuerbarer Energien in Gebäuden in den nächsten Jahren zu beschleunigen.

Die zweite Herausforderung ergibt sich daraus, dass lokale Energiequellen in unseren Gebäuden und Gemeinschaften unzureichend oder nicht wirksam genutzt werden. Unter Zugrundelegung des Kreislaufprinzips entsprechend dem neuen Aktionsplan für die Kreislaufwirtschaft stellt die Wiederverwendung von Abwärme aus Industrieanlagen, Rechenzentren und anderen Quellen ein erhebliches, doch weitgehend ungenutztes Potenzial dar. Die Wiederverwendung von Energie lässt sich vor Ort (z. B. durch Rückführung von Prozesswärme in den Produktionsanlagen) oder über ein Fernwärme- und Fernkältenetz realisieren. Die Energieeffizienzrichtlinie und die Richtlinie über erneuerbare Energien enthalten bereits Bestimmungen, die auf dieses Potenzial abzielen, doch muss der Rechtsrahmen weiter gestärkt werden, um Hindernisse für eine breitere Anwendung dieser Lösungen zu beseitigen. Dazu zählen u. a. mangelndes Bewusstsein und Unkenntnis über diese Lösungen, mangelnde Bereitschaft der Unternehmen, neue Geschäfte außerhalb ihrer Kerntätigkeit aufzunehmen, fehlende rechtliche und vertragliche Rahmenbedingungen, um Kosten und Nutzen von neuen Investitionen zu teilen, sowie Hemmnisse im Zusammenhang mit der Planung, den Transaktionskosten und Preissignalen. In der Digitalstrategie wurde speziell für Rechenzentren das Ziel gesetzt, sie bis spätestens 2030 klimaneutral und in hohem Maße energieeffizient zu machen, wozu die stärkere Wiederverwendung ihrer Abwärme wesentlich beitragen wird.

Die dritte Herausforderung besteht darin, das ungenutzte Potenzial von Abwasser sowie von biologischen Abfällen und Reststoffen für die Erzeugung von Bioenergie einschließlich Biogas zu nutzen. Um den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu verringern, kann Biogas entweder vor Ort genutzt oder zu Biomethan verarbeitet werden, sodass es in das Erdgasnetz eingespeist oder im Verkehr verwendet werden kann. Auch sind bestimmte landwirtschaftliche Infrastrukturen für eine integrierte Erzeugung von Solarstrom und -wärme geeignet und bieten somit ein Potenzial für den Eigenverbrauch von erneuerbaren Energien und deren Einspeisung in das Netz. Durch die Umsetzung des neuen Aktionsplans für die Kreislaufwirtschaft und neuer abfallrechtlicher Bestimmungen sowie mit nachhaltigen Bewirtschaftungssystemen für die Land- und Forstwirtschaft ließe sich die nachhaltige Erzeugung von Bioenergie aus Abwasser, Abfällen und Reststoffen steigern . Um die mit der Integration des Energiesystems verbundenen Möglichkeiten voll auszuschöpfen, sind weitere Anstrengungen notwendig, wobei es auch gilt, Synergien zu nutzen und Zielkonflikte zu vermeiden. Im Bereich der Landwirtschaft könnten im Rahmen der gemeinsamen Agrarpolitik Anreize geschaffen werden, damit Landwirte in größerem Umfang nachhaltige Biomasse für die Energiegewinnung bereitstellen. Erneuerbare-Energie-Gemeinschaften können eine solide Basis für den ortsnahen Verbrauch von solcher Energie bieten.

Schlüsselmaßnahmen Den Grundsatz „Energieeffizienz an erster Stelle“ besser anwenden: ·Ausarbeitung von Leitlinien (bis 2021) für die Mitgliedstaaten, wie der Grundsatz „Energieeffizienz an erster Stelle“ bei der Umsetzung von EU- und nationalen Rechtsvorschriften im gesamten Energiesystem anzuwenden ist ·Weitere Förderung des Grundsatzes „Energieeffizienz an erster Stelle“ bei allen einschlägigen anstehenden Verfahren (etwa bei der Abschätzung der Angemessenheit der europäischen Ressourcen) und der Überarbeitung von Rechtsvorschriften (z. B. der TEN-E-Verordnung) ·Überprüfung des Primärenergiefaktors im Rahmen der Überarbeitung der Energieeffizienzrichtlinie (Juni 2021), um durch Nutzung von Strom und Wärme aus erneuerbaren Quellen erzielte Effizienzsteigerungen umfassend zu berücksichtigen Aufbau eines kreislauforientierten Energiesystems: ·Erleichterungen im Hinblick auf die Wiederverwendung von Abwärme aus Industrieanlagen und Rechenzentren, indem im Rahmen der Überarbeitung der Richtlinie über erneuerbare Energien und der Energieeffizienzrichtlinie (Juni 2021) die Anforderungen in Bezug auf Fernwärmeanschlüsse, Dokumentation der Energieeffizienz und vertragliche Rahmenbedingungen verschärft werden ·Schaffung von Anreizen im Rahmen der neuen gemeinsamen Agrarpolitik, der Strukturfonds und des neuen LIFE-Programms (ab 2021), um verstärkt biologische Abfälle und Reststoffe aus Land- und Forstwirtschaft und der Lebensmittelindustrie nutzbar zu machen und die Schaffung von Kapazitäten für kreislauforientierte Energiegemeinschaften im ländlichen Raum zu fördern

3.2.Schnellere Elektrifizierung des Energiebedarfs durch ein überwiegend auf erneuerbare Energieträger ausgerichtetes Energiesystem

Auf dem Weg zur Klimaneutralität dürfte die Stromnachfrage erheblich zunehmen. Prognosen zufolge wird der Stromanteil am Endenergieverbrauch von heute 23 % auf rund 30 % im Jahr 2030 und auf 50 % im Jahr 2050 ansteigen . Zum Vergleich: In den vergangenen 30 Jahren erhöhte sich dieser Anteil nur um lediglich 5 Prozentpunkte.