Energiewende erfordert Netzinvestitionen von 3,1 Billionen Dollar bis 2030
Die Entwicklung erneuerbarer Energien schreitet mit rasender Geschwindigkeit voran. Im Jahr 2024 sollen 644 Milliarden Dollar in neue Kapazitäten investiert werden. Veraltete und unzureichende Stromnetze könnten sich jedoch als erhebliches Hindernis für die Energiewende erweisen. Wenn die Welt die globale Erwärmung auf 1,8 Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau begrenzen will, sind laut einer Studie von Rystad Energy bis 2030 Investitionen in die Netzinfrastruktur in Höhe von 3,1 Billionen Dollar erforderlich.
In diesem Szenario wären zusätzliche 18 Millionen Kilometer Netz erforderlich, um mit der Elektrifizierung der Städte und Landkreise Schritt zu halten, einschließlich neuer Kapazitäten für erneuerbare Energien und der raschen Verbreitung von Elektrofahrzeugen. Damit würde die Gesamtlänge aller Stromnetze weltweit im Jahr 2030 104 Millionen Kilometer betragen und im Jahr 2050 auf 140 Millionen Kilometer anwachsen – fast die gleiche Entfernung von der Erde zur Sonne. Der sofortige Ausbau um 18 Millionen Kilometer würde fast 30 Millionen Tonnen Kupfer erfordern, ein Rohstoff, der bereits jetzt knapp ist.
Der wachsende globale Strombedarf ist der Hauptfaktor, der den Bedarf an Netzverbesserungen vorantreibt. Dieser Anstieg wird durch Bevölkerungswachstum, Industrialisierung und Urbanisierung in Entwicklungsländern sowie Bemühungen, den Klimawandel durch Elektrifizierung zu mildern, vorangetrieben. Cybersicherheit, Geopolitik und die zunehmende Priorität einer zuverlässigen nationalen Energieversorgung tragen ebenfalls zum Bedarf bei. Ineffiziente regulatorische Rahmenbedingungen könnten jedoch den Netzausbau und damit die Energiewende erheblich verzögern.
„Stromnetze werden die Energiewende sowohl begünstigen als auch behindern. Ausgereifte Netze haben den rasanten Ausbau der Solar- und Windkraftkapazitäten der letzten Jahre ermöglicht, aber viele nationale Netze sind jetzt an einem Punkt angelangt, an dem weitere Verbindungen nicht ohne Modernisierung oder Erweiterung hergestellt werden können. Die jährlichen Investitionen müssen steigen, wenn sich der derzeitige Trend zum Ausbau erneuerbarer Energien fortsetzen soll“, sagt Edvard Christoffersen, leitender Analyst bei Rystad Energy.
Die Gesamtlänge aller Übertragungs- und Verteilnetze weltweit beträgt rund 86 Millionen Kilometer, eine Entfernung, die ausreicht, um die Erde mehr als 2.100 Mal zu umrunden. Das Übertragungsnetz umfasst 6 Millionen Kilometer Hochspannungsleitungen (über 70 Kilovolt [kV]). Im Vergleich dazu besteht das viel größere Verteilnetz aus rund 8 Millionen Kilometern Mittelspannungsleitungen (10 bis 70 kV) und einem riesigen Netz aus Niederspannungsleitungen (weniger als 10 kV), das sich über etwa 72 Millionen Kilometer erstreckt und Haushalte in allen Teilen der Welt erreicht. Die Netzlänge soll bis 2030 auf 104 Millionen Kilometer und bis 2050 auf 140 Millionen Kilometer erweitert werden. Asien wird in diesem Jahrzehnt voraussichtlich mehr als die Hälfte des weltweiten Zubaus beitragen, wobei China und Indien als weltweit größter und drittgrößter Stromverbraucher die Nase vorn haben.
Wir gehen davon aus, dass die weltweiten Investitionen in das Stromnetz in diesem Jahr 374 Milliarden US-Dollar erreichen werden, wobei auf China etwa 30 % der Gesamtsumme entfallen. Asien wird bei den Investitionen in den Netzausbau führend sein, aber andere Regionen versuchen aufzuholen, um mit dem Ausbau der Kapazitäten für erneuerbare Energien Schritt zu halten. Das US-amerikanische Infrastructure Investment and Jobs Act (IIJA) sieht 65 Milliarden US-Dollar für die Modernisierung und den Ausbau der nationalen Strominfrastruktur vor, und die Europäische Kommission hat Ende November 2023 einen Aktionsplan für Stromnetze aufgelegt, der Investitionen in Höhe von 584 Milliarden Euro (626 Milliarden US-Dollar) zwischen 2020 und 2030 vorsieht. Die Kommission und die Europäische Investitionsbank (EIB) prüfen außerdem, wie die Finanzierung optimiert werden kann, um diese bedeutenden Netzinvestitionen zu unterstützen. In Großbritannien hat National Grid zum ersten Mal seit Jahrzehnten einen Aktionsplan zur Modernisierung seines Netzes aufgelegt und zwischen 2022 und 2026 über 16 Milliarden Pfund (20,16 Milliarden US-Dollar) in Modernisierungen investiert.
Der schnelle Ausbau des Stromnetzes wird enorme Mengen an Rohstoffen erfordern, insbesondere Kupfer und Aluminium. Kupfer wird hauptsächlich als Leiter in unterirdischen Verteilungs-, Übertragungs- und Unterseekabeln verwendet, während Freileitungen Aluminium verwenden. Obwohl Aluminium überwiegend in Freileitungen verwendet wird, kann es als Leiter in unterirdischen Leitungen ersetzt werden. Die Nachfrage nach Kupfer und Aluminium wird bis zum Ende des Jahrzehnts voraussichtlich um fast 40 % steigen, aber die Netze sind nicht der Haupttreiber. Sie sind auch für unzählige andere Anwendungen in den Bereichen Bau, Transport, erneuerbare Energien und Konsumgüter von entscheidender Bedeutung. Netze machen nur etwa 14 % der weltweiten Kupfernachfrage aus, oder etwa 4 Millionen Tonnen im Jahr 2024.
Ein Ausbau des Netzes ist notwendig, um die unregelmäßige und abgelegene Erzeugung erneuerbarer Energie zu unterstützen und neue Industrie-, Gewerbe- und Wohngebiete anzubinden. Es gibt jedoch auch Alternativen, um den wachsenden Strombedarf zu decken. Die Implementierung groß angelegter Batteriespeicher kann die mit erneuerbaren Energien verbundenen Probleme der unregelmäßigen Energieerzeugung lösen und höhere durchschnittliche Netzlasten ermöglichen, wodurch der Bedarf an neuen Leitungen sinkt. Überholungen und Upgrades des bestehenden Netzes können die Kapazität pro Kilometer erhöhen und die Digitalisierung kann Kapazitäten freisetzen, indem sie Flexibilitätsprobleme löst. Gleichzeitig können dezentrale Energiequellen wie Solaranlagen auf Hausdächern den Bedarf an neuen Leitungen senken. Klar ist, dass die derzeitige Netzinfrastruktur der Welt den Anforderungen des zukünftigen Energiesystems nicht gerecht wird.
In vielen Ländern, darunter den USA und Großbritannien, führen langwierige Genehmigungsverfahren bereits zu Engpässen. Die Einführung groß angelegter Batteriespeicherlösungen und die Digitalisierung des Stromnetzes können einige Probleme mit der Netzintensität lösen, aber die Elektrifizierung der Gesellschaft wird größere Aufmerksamkeit und Bemühungen hervorrufen, die regulatorischen Rahmenbedingungen zu straffen und Investitionen zu fördern, damit die Netze die Energiewende fördern und nicht behindern.