Der Anteil erneuerbarer Energien bei der Stromerzeugung (kürzlicher Zuwachs fast alles Wind und Solar) ist gemäß dieser Quelle von 10,5 % im Jahr 2004 auf 46,1 % im Jahr 2019 angestiegen. Kombiniert mit dieser Quelle bedeutet das ein Zuwachs in der Einspeisung von 64 TWh im Jahr 2004 auf 265 TWh im Jahr 2019. Der Zuwachs hat sich stetig beschleunigt, weshalb diese Szenarien bei der zukünftigen Installation erneuerbarer Energien unterschieden werden sollen:

• S1 – Pessimistisch: +13,8 TWh/a (Mittel 2010-2016)
• S2 – Mäßig: +16,6 TWh/a (Mittel 2013-2019)
• S3 – Erfreulich: +21,7 TWh/a (Mittel 2016-2019)
• S3 – Optimistisch: +30,0 TWh/a (Noch nie erreicht, aber realistisch)

2019 betrug der gesamte Stromverbrauch 575 TWh. Hier soll als Ziel gesetzt werden:

• 100 % davon abdecken
• +10 % für elektrische Heizungen
• Abdeckung von Produktion und Betrieb aller E-Autos bei 100 % Umstieg

Der Verbrauch von E-Autos liegt bei aktuellen Modellen bei etwa 15 KWh/100 km. Im Durchschnitt fährt ein Deutscher 11.733 km pro Jahr. Macht 1760 kWh für den Betrieb eines E-Autos pro Jahr. Mit 48,3 Mio E-Autos (jedes Auto ersetzt durch E-Auto) werden zum Betrieb aller E-Autos 85 TWh/a benötigt.

Diese Autos müssen aber erst produziert werden. Es sollen diese 48,3 Mio E-Autos in 15 Jahren produziert werden, also 3,2 Mio E-Autos pro Jahr. Laut Sato & Nakata 2020 benötigt die Produktion eines Autos 41,8 MJ/kg. Bei einem Gewicht von 1400 kg wären das 58.500 MJ pro Auto bzw. 16.300 kWh. Die Produktion von 3,2 Mio Autos pro Jahr würde also 52 TWh/a erfordern. Rechnen wir noch konservative 10 % für den Aufbau von Ladestationen dazu. Also 57 TWh/a.

Das Ziel beträgt also:

575 + 0,1*575 + 85 + 57 = 775 TWh/a

Wann wird erneuerbare Energie dies alles abdecken können?

• S1 – Pessimistisch: 2056
• S2 – Mäßig: 2050
• S2 – Erfreulich: 2043
• S3 – Optimistisch: 2036

Es gibt keinen Grund anzunehmen, dass die Installation erneuerbarer Energien wieder auf das Mittel 2010-2016 fällt. Hingegen ist ein Zuwachs über das Mittel 2016-2019 durch den politischen Willen und den geringen Preis erneuerbarem Strom durchaus möglich. Realistisch dürfte erneuerbare Energie den aktuellen Strombedarf in Deutschland plus elektrische Heizungen sowie den gesamten Individualverkehr inklusive Produktion zwischen 2035-2050 abdecken können. Ab da könnte jeder Zuwachs in die Produktion von grünem Wasserstoff fließen, um Fernlastverkehr*, Schiffe und Flugzeuge anzutreiben.

Die Energie zum Aufbau von Stromspeichern, die ab > 70 % erneuerbar dringend erforderlich werden, ist hier nicht berücksichtigt. Das fällt aber eventuell auch nicht zu stark ins Gewicht. Sollte Wasserstoff als Speicher verwendet werden, so wie es derzeit geplant ist, und wird dieser mit der Sabatier-Reaktion methanisiert, dann ließe sich die komplette Erdgas-Infrastruktur weiternutzen. Der Aufbau einer neuen Infrastruktur wäre nicht erforderlich. Auch Kraftwerke zum Verfeuern des Methans sind schon in ausreichender Zahl vorhanden. Nur die Energie zum Aufbau der Elektrolyseanlagen müssten man hinzurechnen. Alternativ die Kosten des Imports von Wasserstoff aus sonnigeren Regionen, in denen mehr Überschuss zur Produktion von Wasserstoff verfügbar ist.

*Fernlastverkehr ist sehr schwierig zu elektrifizieren. Nahlastverkehr ginge aber relativ problemlos, da diese Grenze nicht (wie oft behauptet) dadurch gesetzt wird, dass Elektromotoren keine hohen Kräfte erzeugen können, sondern sich aus dem begrenzten Energieinhalt der Batterien und den relativ großen Ladezeiten ergibt. Die Forderung hoher Kräfte stellt kein Problem dar sofern nicht gleichzeitig lange Betriebsdauer bzw. große Reichweite benötigt wird.