TY - RPRT A1 - Gerhards, Christoph A1 - Weber, Urban A1 - Klafka, Peter A1 - Golla, Stefan A1 - Hagedorn, Gregor A1 - Baumann, Franz A1 - Brendel, Heiko A1 - Breyer, Christian A1 - Clausen, Jens A1 - Creutzig, Felix A1 - Daub, Claus-Heinrich A1 - Helgenberger, Sebastian A1 - Hentschel, Karl-Martin A1 - von Hirschhausen, Christian A1 - Jordan, Ulrike A1 - Kemfert, Claudia A1 - Krause, Harald A1 - Linow, Sven A1 - Oei, Pao-Yu A1 - Pehnt, Martin A1 - Pfennig, Andreas A1 - Präger, Fabian A1 - Quaschning, Volker A1 - Schneider, Jens A1 - Spindler, Uli A1 - Stelzer, Volker A1 - Sterner, Michael A1 - Wagener-Lohse, Georg A1 - Weinsziehr, Theresa T1 - Klimaverträgliche Energieversorgung für Deutschland – 16 Orientierungspunkte T2 - Diskussionsbeiträge der Scinetists for Future ; 7 N2 - Als fairer Beitrag Deutschlands zur Einhaltung der globalen 1,5-Grad-Grenze werden 16 Orientierungspunkte für eine klimaverträgliche Energieversorgung vorgestellt. Es wird davon ausgegangen, dass hierfür die deutschen energiebedingten CO2-Emissio­nen in etwa 15 Jahren weitgehend auf Null sinken müssen. Energieeinsparung hilft, den notwendigen Ausbau von regenerativen Erzeugungskapazitäten zu verringern. Der Verkehrssektor kann ebenso wie die Bereiche Prozess- und Gebäudewärme hier­zu wesentlich beitragen. Die Kernenergie ist mit großen Risiken belastet und kann nicht hinreichend schnell aufgebaut werden. Biomasse in Form von Energie­pflan­zen zu nutzen, ist ineffizient und steht im Konflikt mit anderen Arten der Land­nut­zung. Importe klimaneutral erzeugter Energieträger in sehr großem Umfang er­for­dern extrem große Investitionen im Ausland. Sie sind eine ungesicherte Option auf die Zukunft. Entscheidend ist daher der ausreichend schnelle Ausbau von Photovoltaik (PV) und Wind­kraft in Deutschland. Schätzungsweise kann der Elektrizitätsbedarf im Jahr 2030 z.B. durch den Ausbau auf ca. 350 GW PV und ca. 150 GW Windkraft nahe­zu voll­ständig regenerativ gedeckt werden. Damit ließe sich eine zum großen Teil elek­tri­fizierte Mobilität und Wärmeversorgung betreiben und ein Teil des benö­tig­ten "grü­nen" Wasserstoffs in Deutschland bereitstellen. Hierfür ist ein jähr­licher Zu­bau von durchschnittlich ca. 30 GW PV und ca. 9 GW Windkraft nötig. Dies ist ca. sechs- (PV) bzw. dreimal (Wind) so hoch wie bisher vorgesehen und verlangt eine ge­sell­schaft­liche Kraftanstrengung. Ein weiter verzögerter Ausbau müsste mit noch deut­lich größeren gesellschaftlichen Anstrengungen für drastische Energieeinspa­run­gen oder Importe erneuerbarer Energie ausgeglichen werden. Insgesamt könnte dies noch deutlich schwieriger zu realisieren sein, als ein ambitionierter Ausbau. Da der Auf­bau der Kapazitäten mehrere Jahre erfordert, ist es möglich nachzusteuern, z. B. wenn erkennbar wird, dass sich ein ausreichend großer globaler Markt für Importe ent­wi­ckelt. Bis dahin ist es aus Verantwortung gegen­über der Zukunft und im Sinne des Pariser Vertrages empfehlenswert, die hier genannten Ausbauziele zu verfol­gen. Grüner, also aus erneuerbaren Energien hergestellter Wasserstoff und daraus abge­lei­tete Syntheseprodukte sind für die Dekarbonisierung von Industrieprozessen, den Flug- und Schiffsverkehr sowie für die Absicherung der Energieversorgung bei Dun­kel­flauten nötig. Ohne die genannten Ausbauziele für Wind und Solar noch drastisch weiter zu erhöhen, stehen diese Produkte für Straßenverkehr und Wärmeversor­gung jedoch nicht in ausreichenden Mengen zur Verfügung. Techniken zum Aus­gleich zwischen Elektrizitätsangebot und -nachfrage sind verfügbar und sollten recht­zeitig auf- bzw. ausgebaut werden. Hierzu gehören: Stromaustausch mit den Nach­barländern, Flexibilisierung des Verbrauchs und Energiespeicherung. Für deren Inte­gration sowie den Ausbau der Netze sollten zügig verbesserte rechtliche Rah­men­bedingungen geschaffen werden. Die Kosten eines klimaverträglichen Energiesystems sind mittel- bis langfristig nicht hö­her als im derzeitigen System. Gleichzeitig entstehen Arbeitsplätze und Export­chan­cen durch Aufbau, Betrieb und Wartung einer regenerativen Energieversorgung in Deutschland und die energetische Gebäudesanierung. Die politischen Rahmenbe­din­gungen entscheiden, ob eine klimaverträgliche Energieversorgung Deutschlands ge­lingt. T2 - Climate-friendly energy supply for Germany - 16 points of orientation KW - Climate KW - Energy System KW - Renewable Energies Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.5281/zenodo.4409334 ER - TY - JOUR A1 - Mühlbauer, Andreas A1 - Keiner, Dominik A1 - Gerhards, Christoph A1 - Caldera, Upeksha A1 - Sterner, Michael A1 - Breyer, Christian T1 - Assessment of technologies and economics for carbon dioxide removal from a portfolio perspective JF - International Journal of Greenhouse Gas Control N2 - Carbon dioxide removal (CDR) is essential to achieve ambitious climate goals limiting global warming to less than 1.5◦C, and likely for achieving the 1.5◦C target. This study addresses the need for diverse CDR portfolios and introduces the LUT-CDR tool, which assesses CDR technology portfolios aligned with hypothetical societal preferences. Six scenarios are described, considering global deployment limitations, techno-economic factors, area requirements, technology readiness, and storage security for various CDR options. The results suggest the feasibility of large-scale CDR, potentially removing 500–1750 GtCO2 by 2100 to meet the set climate targets. For a 1.0◦C climate goal, CDR portfolios necessitate 12.0–37.5% more primary energy compared to a scenario without CDR. Remarkably, funding a 1.0◦C target requires only 0.42–0.65% of the projected global gross domestic product. Bioenergy carbon capture and sequestration and rainfall-based afforestation play limited roles, while secure sequestration of captured CO2 via direct air capture, electricity-based carbon sequestration, and desalination-based afforestation emerge as more promising options. The study offers crucial techno-economic parameters for implementing CDR options in future energy-industry-CDR system analyses and demonstrates the tool’s flexibility through alternative assumptions. It also discusses limitations, sensitivities, potential tradeoffs, and outlines options for future research in the area of large-scale CDR. Y1 - 2025 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2024.104297 VL - 141 PB - Elsevier ER - TY - JOUR A1 - Keiner, Dominik A1 - Breyer, Christian A1 - Sterner, Michael T1 - Coupling heat and electricity storage technologies for cost and self-consumption optimised residential PV prosumer systems in Germany JF - International Journal of Sustainable Energy Planning and Management N2 - Coupling energy sectors within the emerging residential PV prosumer systems is necessary for an optimised use of the houseowners’ own produced electricity. But the pure availability of different energy technologies in the system is not enough. By optimising the electricity usage as well as the capacities of PV generators, storage technologies, heat pumps and battery electric vehicles, not only the best solution in a technical point of view can be achieved, the need of finding the most financially beneficial system composition for single-family houses and tenements is possible. The study provides a detailed model for average German single-family houses and tenements and results for the energy transition period until 2050 for the optimised energy systems regarding optimised PV and stationary battery capacities and different heat storage capacities. Most noticeable outcomes can be observed by using a vehicle-to-home car, where a car can mostly take over the tasks of a stationary battery and by introducing a solidarity model using this type of car in tenement systems. Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.5278/ijsepm.2019.21.4 VL - 21 PB - OJS/PKP ER -