Die Bewältigung der Energiekrise in Europa ist eine gemeinsame Anstrengung

Das Geheimnis, die Energiekrise zu überwinden, liegt darin, dass jeder in Europa seinen Beitrag leistet. Und ein bisschen Glück. In diesem Blogpost stellen wir einige vorläufige Ergebnisse unserer Untersuchung der Gasknappheit in Europa vor - weil der Winter da ist, aber das russische Gas nicht. Wir modellieren die optimale Reaktion auf die Gaskrise, um eine mögliche Strategie für die europäischen Länder zu skizzieren, um diese beängstigende Situation zu überstehen.

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Europa befindet sich im festen Griff der schlimmste Energiekrise seit Jahrzehnten. Nach dem Einmarsch Russlands in die Ukraine und dem daraus resultierende Sanktionen durch die europäischen Länder hat Russland seine Gasexporte nach Europa reduziert, die zuvor 40% des Bedarfs des Kontinents deckten. Diese riesige Menge ist nun fast verschwunden, und die derzeitige politische Lage macht eine schnelle Rückkehr in naher Zukunft unwahrscheinlich. Angesichts des bevorstehenden Winters hat die Angst vor einer Gasknappheit zu einem drastischen Anstieg der Energiepreise geführt, so dass sich die meisten europäischen Länder und Bürger Sorgen machen, wie sie sicher durch den Winter kommen sollen.

Optimierung der Reaktion auf die Gasknappheit

In dem Bemühen, besser zu verstehen, was Europa tun kann, um den Winter zu überleben, haben wir bei der Labor für Zuverlässigkeits- und Risikotechnik analysierte die Auswirkungen einer vollständigen Unterbrechung der russischen Gasversorgung, um zu verstehen, wie ein Gasmangel in Europa im kommenden Winter am besten kompensiert werden könnte. In unserer Analyse haben wir den Kampf um die Versorgung und den Verbrauch von Gas in Europa modelliert und ihn als Optimierungsproblem mit Kostenminimierung formuliert. Das Modell wählt den optimalen Weg, um das fehlende russische Gas zu ersetzen. Wir finden drei Hauptkompensationsstrategien entlang der Gasversorgungskette, die in Kombination eingesetzt werden:

1. Zusätzliche Gasimporte aus anderen Quellen als Russland
2. Verlagerung der Strom- und Wärmeerzeugung auf nicht gasbefeuerte Technologien
3. Senkung des Endenergiebedarfs an Strom, Wärme und Industriegas

Unsere vorläufigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die meisten Länder einen Teil ihres Strom-, Wärme- und Industriegasbedarfs reduzieren müssen. Allerdings ist die zusätzliche Gasimporte und die Umstellung auf andere Technologien kann den größten Teil des Stresses abbauen, wenn alle Länder in Europa sich gegenseitig in diesem Kampf unterstützen. Energieeinsparungen als Vorsichtsmaßnahme in Verbindung mit einem milden Winter sind das wirksamste Instrument zur Bewältigung der Energiekrise. In diesem Blogpost kommentieren wir nur die vorläufigen Ergebnisse der dritten strategischen Maßnahme zur Senkung des Endenergiebedarfs in verschiedenen Winterszenarien; in unserer kommenden Studie werden wir alle drei Kompensationsstrategien in Kombination untersuchen.

Öffentliche Anstrengung und ein kleines bisschen Glück

Die Energiekrise ist ein Kampf um die Deckung des Endenergiebedarfs in Europa. Denn Gas wird für die Stromerzeugung, zum Heizen und als Einsatzstoff im Industriesektor benötigt. Eine Senkung der Energienachfrage wäre eine notwendige Maßnahme, wenn das verfügbare Gas zur Deckung des Bedarfs dieser drei Sektoren in einem Land nicht ausreicht. Die Strenge des kommenden Winters wird unsere Fähigkeit bestimmen, ihn zu überstehen. In Abbildung 1 stellen wir drei mögliche Winterverläufe in Europa dar:

1. Ein normaler Winter, vergleichbar mit dem Jahr 2021 (mittlere Spalte)
2. Ein milder Winter mit zusätzlichen Energieeinsparungen als Vorsichtsmaßnahme (geringerer Wärme- und Strombedarf, linke Spalte)
3. Ein kalter Winter (höherer Wärmebedarf, rechte Spalte)

Vergleiche der länderspezifischen optimalen Anforderungen zur Verringerung des Energiebedarfs bei den verschiedenen Winterergebnissen sind in Abbildung 1 für die Sektoren Strom, Wärme und Industriegas dargestellt. In unserem Modell ist der erste Schritt zur Verringerung des Endenergiebedarfs freiwillig und belastet die Bürger nur geringfügig: Sie können sich dafür entscheiden, ihre Thermostate zu regulieren, Geschäfte können ihre Fensterbeleuchtung ausschalten, und die Industrie kann andere Rohstoffe für die Produktion verwenden. Für jeden Sektor haben wir einen Schwellenwert ab der eine freiwillige Nachfragereduzierung nicht mehr ausreichend ist. Sollte dieser Schwellenwert überschritten werden, muss der Staat möglicherweise eingreifen und den Bürgern und industriellen Verbrauchern vorschreiben, ihren Verbrauch zu senken.

In einem gewöhnlichen Winter (Abb. 1b,e,h) sind freiwillige Nachfragereduzierungen für die meisten Länder im Allgemeinen ausreichend. Ein kalter Winter (Abb. 1c,f,i) mit höherem Wärmebedarf belastet dagegen alle Sektoren des Energiesystems. Infolgedessen müssten mehr Länder ihre Energienachfrage erheblich reduzieren: Länder wie Italien, die bei der Stromerzeugung stark auf Gas angewiesen sind, wären von einem kalten Winter stark betroffen. Im schlimmsten Fall müssten die vom Gas abhängigen Länder bis zu 90% ihres industriellen Gasverbrauchs einsparen, um das Energiesystem am Laufen zu halten. Wir sehen bereits viele Osteuropäische Länder reduzieren ihren Gasverbrauch stark. Das Glück eines milden Winters verringert den Wärmebedarf und entlastet die Belastung durch die Energiekrise. Als Vorsichtsmaßnahme würden weitere proaktive Anstrengungen zur Verringerung des Stromverbrauchs den Bedarf an zusätzlichen Nachfragereduzierungen überall in Europa minimieren, wie in Abbildung 1a,d,g zu sehen ist. Vorbeugende Energieeinsparungen sind das wirksamste Instrument, um die Auswirkungen der Gasknappheit abzumildern, und werden wahrscheinlich das Ausmaß bestimmen, in dem wir uns auf Glück verlassen müssen.

Abbildung 1: Schematische Darstellung der erforderlichen Nachfragereduzierung für Europa ohne russisches Gas in einem milden Winter mit hohen Energieeinsparungen, einem normalen Winter und einem kalten Winterszenario. Reduzierung der Strom-, Industriegas- und Wärmenachfrage. Die dunkler schattierten Länder spiegeln den höheren Bedarf an Nachfragereduzierung im nächsten Jahr von November 2022 bis Oktober 2023 wider. Länder mit unfreiwillig reduzierter Nachfrage sind schraffiert.

Engpässe in der Gasinfrastruktur geben Anlass zur Sorge

Eine wichtige Beobachtung aus Abbildung 1 ist, dass die meisten westeuropäischen Länder die Krise im kalten Winter ohne große Zugeständnisse überstehen können, während die Länder im Osten wie Ungarn und Kroatien erhebliche Schwierigkeiten haben. Fatih Birol, Exekutivdirektor der Internationalen Energieagentur, bezeichnete den kommenden Winter als "eine historische Bewährungsprobe für die europäische Solidarität, deren Scheitern sie sich nicht leisten kann". Die nordöstlichen Länder, die früher den größten Teil des europäischen Gases aus Russland importierten und weiter in den Kontinent transportierten, sind nun auf Gasimporte aus anderen europäischen Ländern angewiesen. Wir stellen fest, dass diese Situation problematisch ist, weil die Gasinfrastruktur nicht für große Ströme aus dem Westen in den Osten konzipiert wurde. Unsere vorläufigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass das europäische Gasnetz durch diese neuen Ströme von West nach Ost überlastet werden könnte. Dadurch wird es schwieriger, die östlichen Länder mit Gas zu versorgen.

Die Unterstützung der Länder im Osten ist entscheidend

Die Auswirkungen der Gasknappheit können abgemildert werden, wenn wir gemeinsam vorsorglich unseren Energieverbrauch senken. Wenn wir dann noch einen milden Winter erleben, ist die Energiekrise überwindbar. Wir empfehlen, Anreize für die Bürger zu schaffen, damit sie Energiesparmaßnahmen wie die Einstellung von Thermostaten oder die Senkung des Stromverbrauchs ergreifen. Die Industrie kann oft auf andere Brennstoffe umsteigen oder ihre Produktion reduzieren, wird dafür aber einen Ausgleich benötigen.

Wir fordern die europäischen Entscheidungsträger auf, die mit den internen Engpässen des Gasnetzes verbundenen Hindernisse zu berücksichtigen und Gas in die bedürftigen östlichen Länder zu transportieren. Europa muss dafür sorgen, dass das Gas unter allen Ländern aufgeteilt wird, auch wenn dies bedeutet, dass ein Teil des inländischen Energiebedarfs in allen Ländern reduziert werden muss. Die Zusammenarbeit in der Energiekrise ist der am wenigsten schädliche Weg, um den Winter in Europa zu überstehen.

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