Produktion von Anlagen und Infrastrukturkomponenten

Notwendig für die Produktion von primärer Energie, für ihre Umwandlung und die Speicherung, sowie ihre Verteilung und ihren Verbrauch sind als vorgelagerte Prozesse die Produktion von Anlagen und Infrastrukturkomponenten. Dafür zuständig sind spezialisierte Unternehmen z.B. der Öl- und Gas-, Solar- oder Windenergieindustrie.

Förderung oder Import von primären Energieträgern

Primärenergieträger, wie Gas, Rohöl, Braun- und Steinkohle oder Uran, sind Energierohstoffe, die in unverarbeiteter Form vorliegen und nicht direkt verbraucht werden können. Sie müssen in Deutschland gefördert (Braunkohle) oder – wie im Falle von Gas und Rohöl – nach Deutschland importiert werden. Abgesehen von den erneuerbaren Energieträgern (Solar-, Wind-, Wasserkraft) und Biomasse, die ebenfalls zur Primärenergie zählen, ist Deutschland bei den meisten Primärenergieträgern (bis auf Braunkohle) auf Importe aus dem außereuropäischen Ausland und damit funktionierende globale Lieferketten angewiesen (UBA 2023c).

Speicherung

Auch wenn die Speicherung bisher von Bund und Ländern nicht als kritische Dienstleistung [1] eingestuft wurde, spielen Energiespeicher im Zuge der Umstellung auf nichtfossile Energieträger eine zunehmend wichtige Rolle für ein funktionierendes Energiesystem. Grund dafür ist, dass das Angebot an erneuerbaren Energien fluktuiert und deshalb unter Umständen für eine spätere Nutzung zwischengespeichert werden muss. Infrage kommen dafür die elektrische Speicherung in Form von mobilen und stationären Batterien, Pumpspeicherkraftwerke, aber auch elektrochemische Speicher (z. B. Wasserstoff). Die Speicherlösungen setzen wiederum den Aufbau eigener Infrastrukturen bzw. Anlagen voraus (z. B. Batterieproduktion, Elektrolyseure) sowie spezifische kritische Rohstoffe, die in der Regel importiert werden müssen und deren Versorgungslage oft unsicher ist.

Transport und Verteilung

Die verschiedenen stofflichen Energieträger sowie elektrische Energie und Wärme müssen schließlich transportiert und an die Verbraucher/innen verteilt werden. In diesen Schritt sind verschiedene Akteure involviert, darunter Stromerzeuger und Energieversorger sowie Netzbetreiber, aber auch Mineralölkonzerne. Erforderlich sind entweder ausdifferenzierte logistische Prozesse, um zum Beispiel die verschiedenen Treibstoffarten entlang der Lieferkette (Raffinerie, Zwischenlager) zu den Verkaufsstellen zu transportieren, oder es werden spezielle Netze genutzt (z. B. für die Übertragung/Verteilung von Strom, Gas oder Fern- und Nahwärme). Insbesondere für das Stromnetz ergeben sich im Zuge der Verlagerung von Standorten der Stromherstellung und der Notwendigkeit, künftig Strom bidirektional zu transportieren, größere Aus- und Umbaubedarfe. Auch für neue Energieträger wie Wasserstoff müssen geeignete Speicher- und Netzinfrastrukturen aufgebaut bzw. vorhandene Erdgasinfrastrukturen angepasst werden.

Drei Trendcluster

prägen gemäß der Trendanalyse derzeit das Infrastruktursystem: die Digitalisierung der Netz- und Verbrauchssteuerung, die Dekarbonisierung des Energiesystems und der Ausbau von Power-to-X-Infrastrukturen.

Aufkommende Technologien

sind unter anderem der Einsatz von KI zur Vermeidung von Netzausfällen, die Entwicklung neuer Materialien für die Energiewende sowie die Entwicklung alternativer EE-Anlagen.

Der Grad der Robustheit

des Energiesystems insgesamt gegenüber allen systemischen Risiken wird von den Befragten als mittel eingeschätzt. Aktuell werden Funktionsfähigkeit und Stabilität des Infrastruktursystems vor allem durch Cyberkriminalität, geopolitische Konflikte und Wetterextreme gefährdet.

Die Gefährdungslagen

durch Cyberangriffe sowie Technikversagen und eingeschränkte Technikbeherrschbarkeit steigen durch wachsende Systemkomplexität und zunehmende Digitalisierung.

Die Transformation des Energiesystems

ist aufgrund langwirkender Pfadabhängigkeiten besonders herausfordernd. Darüber hinaus besteht die Gefahr von „Mid-Transition-Lock-Ins“ z.B. durch Erdgaskraftwerke als Brückentechnologie. Auch die gesellschaftliche Polarisierung in Bezug auf den Ausbau erneuerbarer Energien kann das Erreichen der Transformationsziele gefährden.

Für eine Vertiefung (im Rahmen des Resilienz-Checks) werden folgende Fokusthemen vorgeschlagen:

Dezentralität und Zentralität im zukünftigen Stromnetz, die Rolle von Wasserstoff im zukünftigen Energiesystem und KI-Anwendungen im Stromnetz.