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    Fortschrittsbericht zur Digitalisierung des Energiesystems
    Die Digitalisierung ist ein hochgradig relevanter Schlüsselprozess für die Energiesystemtransformation - Details dazu hat der Fraunhofer Exzellenzcluster CINES im Jahr 2022 erforscht und in 14 Thesen zusammengefasst. In 2023 wurden in Zusammenarbeit mit Praxispartner:innen aus der Energiewirtschaft politische und regulatorischen Änderungen in der digitalen Energiewirtschaft analysiert und ausgewertet. Der Fortschrittsbericht zeigt die Fortschritte der Digitalisierung auf und erörtert Handlungsbedarfe und Weiterentwicklungspotenziale. Wichtige Erkenntnisse sind: Positive Fortschritte gibt es u.a. durch gesetzliche und regulatorische Neuerungen wie beispielsweise beim §14a EnWG oder dem Gesetz zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende (GNDEW). Es mangelt an einem integrativen Zielbild - ein solches kann für mehr Klarheit und Orientierung bei der Digitalisierung des Energiesystems in Deutschland und Europa sorgen. Um Lücken, Handlungsbedarfe und positiven Fortschritt besser zu erkennen, erfordert es ein gemeinsames Verständnis für die Orientierung und Ausrichtung auf die Digitalisierung. Dafür ist es unter anderem notwendig ein handlungsanleitendes Zukunftsbild zu schaffen, die kommunikative Übersetzung und die Verständlichkeit von regulatorischen Änderungen zu verbessern, Kompetenzen für technologische Lösungen, bspw. für notwendige Cyberresilienz und kritischen Infrastrukturen, aufzubauen und Investitionen zu tätigen, um mehr finanzielle Mittel für die Digitalisierung der Energiesystemtransformation zur Verfügung zu haben.
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    Export Potentials of Green Hydrogen - Methodology for a Techno-Economic Assessment
    (Fraunhofer ISI, 2023) ;
    Abdel-Khalek, Hazem
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    Drechsler, Björn
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    Bergup, Emily Felicitas
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    Sinha, Mohammad
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    Fragoso García, Joshua
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    Holst, Marius
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    Voglstätter, Christopher
    This working paper describes the quantitative and model-based methodology used in HYPAT to assess hydrogen and Power-to-X (PtX) export potentials in the countries Morocco, Ukraine, Namibia, Turkey, United Arab Emirates, Kenya, Chile, Canada, Brazil, and New Zealand. The results of the techno-economic assessment are further used as a basis for a global hydrogen and PtX atlas, and as an indication of the price development of hydrogen and PtX.
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    Prüfbericht zur Berechnung der deutschen Treibhausgasemissionen für das Jahr 2022
    (Geschäftsstelle Expertenrat für Klimafragen (ERK), 2023) ;
    Knopf, Brigitte
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    Bettzüge, Marc O.
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    Heimer, Thomas
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    In diesem gemäß Bundes-Klimaschutzgesetz (KSG) erstellten Bericht prüft und bewertet der Expertenrat für Klimafragen (ERK) die am 15. März 2023 vom Umweltbundesamt nach sieben Sektoren gegliederte Berechnung der Vorjahres-Treibhausgasemissionen von Deutschland. Der Expertenrat findet bis auf einen geringfügigen Korrekturbedarf bei den Emissionen des Verkehrssektors keinen Anhaltspunkt, dass das Umweltbundesamt bei der Berechnung der Vorjahresemissionen zu anderen Ergebnissen hätte kommen müssen. Danach sind die Emissionen im Jahr 2022 gegenüber 2021 von 760,4 auf 746,2 Mt CO2-Äq. um 1,9 % gesunken. Die berichteten Emissionswerte lagen – wie auch schon im Jahr 2021 – für den Verkehrs- und den Gebäudesektor oberhalb der jahresscharf im Klimaschutzgesetz vorgegebenen Zielwerte. Demnach müssen die für diese Sektoren zuständigen Ministerien innerhalb von drei Monaten ein Sofortprogramm vorlegen. Für die restlichen im Gesetz genannten Sektoren lagen die Emissionswerte unterhalb der Zielwerte. Dieses Jahr hat das Umweltbundesamt eine Umstellung auf eine stärker modellbasierte Methode vorgenommen, so dass sich das Vorgehen nun weitgehend mit demjenigen der offiziellen Emissionsberichterstattung an die Vereinten Nationen deckt. Unverändert birgt der frühe Zeitpunkt der Berechnung der Emissionsdaten des Vorjahres aber hohe Unsicherheiten, insbesondere auch in Verbindung mit den im Jahr 2022 stark veränderten Rahmenbedingungen. Das Emissionsgeschehen im Jahr 2022 war stark von der Energiepreiskrise geprägt. Nach einer Überschlagsrechnung hätten die Emissionen um rund 9 Mt CO2-Äq. höher gelegen, wenn das Wachstum der Wirtschaftsleistung nicht in Folge des Krieges in der Ukraine geringer als erwartet ausgefallen wäre. Insbesondere ist die deutliche Zielunterschreitung im Industriesektor im Jahr 2022 im Wesentlichen auf energiepreisbedingte Produktionsrückgänge in der energieintensiven Industrie zurückzuführen und könnte daher von temporärer Natur sein. Dies wird dadurch untermauert, dass letztes Jahr mit dem Wissen von heute und den aktualisierten Daten aus dem Inventarbericht auch für den Sektor Industrie ein Sofortprogramm notwendig gewesen wäre. Die Energiewirtschaft hat zwar das Sektorziel knapp unterschritten, gegenüber dem Vorjahr sind die THG-Emissionen allerdings in diesem Sektor um 10,7 Mt CO2-Äq gestiegen. Zudem wäre die Verfehlung des Sektorziels im Gebäudesektor ohne verschiedene für die Emissionsentwicklung günstige Effekte wie die milde Witterung und Einsparungen durch geändertes Heizverhalten noch deutlich größer ausgefallen. Im Verkehrssektor ist die notwendige Trendwende weiterhin nicht zu beobachten, die Emissionsentwicklung blieb auf gleichbleibend hohem Niveau. Auch verlief der Rückbau des fossilen Kapitalstocks und der Aufbau von nicht-fossilen Alternativen im Jahr 2022 deutlich langsamer als in den Zielen der Bundesregierung oder den Klimaneutralitätsszenarien anvisiert. Vor dem Hintergrund der Herausforderung der Zielerreichung in allen emissionsstarken Sektoren ordnet der Expertenrat auch die Eckpunkte aus dem Beschlusspapier des Koalitionsausschusses zur Novelle des Klimaschutzgesetzes ein. Während einige der geplanten Änderungen das Erreichen der Klimaschutzziele aus dem Klimaschutzgesetz erkennbar und nachhaltig unterstützen können, bergen andere die Gefahr einer Abschwächung der Gesetzeswirkung. Insgesamt empfiehlt der Expertenrat dem Gesetzgeber, die vorgeschlagenen Änderungen des Klimaschutzgesetzes sehr sorgfältig auf Vor- und Nachteile zu prüfen. Nachdrücklich plädiert der Expertenrat für eine Weiterverfolgung eines Budgetansatzes und eine klare Umsetzung dessen im Kontext der geplanten Novelle. Zudem weist der Expertenrat auf die tendenzielle Schwächung der Ressortverantwortung hin und liefert eine kritische Einordnung der veränderten Steuerungslogik. Eine abschließende Beurteilung der Überlegungen des Koalitionsausschusses ist allerdings aufgrund noch offener Fragen zur Ausgestaltung nur auf Basis der konkreten Ausformulierungen des Gesetzestextes möglich.
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    Ukrainian Hydrogen Export Potential: Opportunities and Challenges in the Light of the Ongoing War
    (Fraunhofer ISI, 2023)
    Sukurova, Natalia
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    Fragoso García, Joshua
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    Kantel, Anne
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    Jalbout, Eddy
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    Abdel-Khalek, Hazem
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    Bergup, Emily
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    The purpose of the working paper is to study the hydrogen export potential of Ukraine, including the opportunities and challenges in light of the ongoing war, based on the analyses of national and international sources as well as the modeling and calculations conducted within the HYPAT project. The carried-out analysis of the current trends and developments of the hydrogen economy in Ukraine shows that de-spite the ongoing war, the EU remains interested in Ukraine as a potential future hy-drogen supplier. Techno-economic assessment reveals the following: green steel could become an important export product in the future, generating additional reve-nues in the country; Ukraine has a well-established infrastructure for exporting hydro-gen and Power-to-X products to Western Europe via pipelines and seaports, but the repurposing of this infrastructure needs to be further investigated; important energy infrastructures and land for potential renewable energy deployment are currently oc-cupied by the Russian military. It is determined that the war's uncertain duration in-creases the risks of investing in developing the large RE potential in Ukraine so, low-cost RE might only be sufficient to cover domestic demand. The following opportuni-ties and obstacles are highlighted: the development of a hydrogen economy can bring socio-political advantages, but the large-scale hydrogen production in Ukraine might be limited due to water scarcity and competitive water use for the agricultural sector and could imply higher energy costs for households.
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    Prüfbericht 2023 für die Sektoren Gebäude und Verkehr
    (Geschäftsstelle Expertenrat für Klimafragen (ERK), 2023) ;
    Knopf, Brigitte
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    Bettzüge, Marc O.
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    Heimer, Thomas
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    Technisches Begleitdokument zum Prüfbericht zur Berechnung der deutschen Treibhausgasemissionen für das Jahr 2022
    (Geschäftsstelle Expertenrat für Klimafragen (ERK), 2023) ;
    Knopf, Brigitte
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    Bettzüge, Marc O.
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    Heimer, Thomas
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    Schlussbericht zum Projekt "Ressourcenbedarf für die Energiewende: Interdisziplinäre Bewertung von Szenarien für die Bereitstellung von Strom und Wärme"
    The InteRessE project aimed to conduct an interdisciplinary assessment of the resource requirements for the energy transition in Germany. Different scenarios were examined with regard to their resource requirements up to 2050 and their economic, ecological and social opportunities and risks. The assessment was carried out considering technologies and components for the provision, transmission and storage of electricity and heat including the building sector and for the reduction of energy demand in the building sector. The core results from the work at Fraunhofer were: - a broad and detailed consideration of the raw material requirements for the technologies of the energy transition, incl. anticipated developments in the area of efficiency and material substitution measures until 2050 - construction of a systematic database of current and future raw material requirements by technology and raw material - design and implementation of a model that calculates raw material requirements, linked environmental impacts and recycling potentials of transformation pathways of the German energy system, enabling detailed analyses from different perspectives. The modelling results complement those of the energy system analysis by including the upstream chains of the necessary technologies in terms of their raw material requirements and associated environmental impacts. This makes shifts in emissions abroad become visible and quantified. However, the share of raw material requirements and environmental impacts for the import of CO2-neutral energy sources is not included. Overall, the scenario with far-reaching energy-saving and renovation measures shows the lowest demand for raw materials and the lowest dependence on third countries.
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    Stellungnahme zum Entwurf des Klimaschutzprogramms 2023
    (Geschäftsstelle Expertenrat für Klimafragen (ERK), 2023) ;
    Knopf, Brigitte
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    Bettzüge, Marc O.
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    Heimer, Thomas
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    Gesamtwirtschaftliche Wirkung der Energiewende. Modellbasierte Analyse möglicher Transformationspfade hin zu Klimaneutralität
    (PIK, 2023) ; ;
    Siegle, Jonathan
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    Fahl, Ulrich
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    Pietzcker, Robert
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    Die Energiemärkte sind seit Beginn des Angriffskriegs auf die Ukraine sehr angespannt. Gleichzeitig besteht mit Blick auf die notwendige Erreichung von Klimaneutralität bereits ein großer Transformationsbedarf mit potenziell großen ökonomischen Wirkungen. Um abzuschätzen, welche zusätzlichen ökonomischen Folgen der mittel- bis langfristige Wegfall Russlands als Lieferant fossiler Energieträger bei gleichzeitigem Festhalten an den Klimazielen hat, wird das Szenario Energiesouveränität mit dem Szenario Technologiemix verglichen.
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    Clean Hydrogen Deployment in the Europe-MENA Region from 2030 to 2050
    (Fraunhofer CINES, 2023)
    Braun, Jan
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    Carlier, Benjamin
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    Réveillère, Arnaud
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    Warluzel, Gilles
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    Wesoly, Didier
    This paper assesses the technical feasibility and socio-economic aspects of the European Union’s (EU) REPowerEU target of producing, importing, and transporting 20 million tonnes (Mt) of clean hydrogen by 2030. Due to their geographical proximity, low-cost hydrogen production potential and existing gas infrastructure, six MENA (‘Middle East and North Africa’) countries are considered key players for realizing the REPowerEU import target: Morocco, Algeria, Tunisia, Libya, Egypt, and Saudi Arabia. The central questions addressed by this paper are: What hydrogen production and import volumes are technically feasible in the Europe-MENA region? Can imports from the MENA countries be integrated into the existing European natural gas grid? How much technical storage capacity is available for hydrogen in the Europe-MENA region? What socio-economic issues must be considered in a strategic analysis of clean hydrogen deployment in the Europe-MENA region?