Energiepolitik

So gelingt die Energiewende in Deutschland

Von Manfred Lindinger
23.06.2010
, 16:38
Streiter für eine neue Energiepolitik: Wolfgang Sandner, Präsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft.
Die Elektrizität ist ein Schlüssel für ein nachhaltiges und klimaverträgliches Energiesystem - vorausgesetzt, die Politik schafft die richtigen Anreize zur Energieeinsparung. Ein Gespräch mit dem Präsidenten der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, Wolfgang Sandner.
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Die Energiepolitik steckt in Deutschland in einer Zwickmühle. Will man die ehrgeizigen Klimaziele – Begrenzung der Klimaerwärmung auf zwei Grad – erreichen, müsste der Ausstoß an Kohlendioxid in den kommenden Jahren drastisch reduziert, wenn nicht sogar ganz unterbunden werden. Doch die technischen Möglichkeiten für den kurzfristigen Umbau der weitgehend auf fossilen Energieträgern beruhenden Energieversorgung auf emissionsarme und erneuerbare Energiequellen stehen noch nicht in dem Maße zur Verfügung, wie es erforderlich wäre.

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Hinzu kommen in naher Zukunft anstehende Neubauten von Kohlekraftwerken, um den wachsenden Energiebedarf zu decken, aber auch die Versorgungslücke zu schließen, die beim geplanten Ausstieg aus der Kernenergie unweigerlich drohen würde, wenn nicht die Umstellung auf erneuerbare Energien wesentlich schneller gelingt, als von den meisten Experten erwartet. Dieses Dilemma hat in jüngster Zeit fast alle großen Wissenschaftsorganisationen auf den Plan gerufen, die Energieversorgung in Deutschland detailliert zu untersuchen. Nun legt die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG), mit 58 000 Mitgliedern die größte physikalische Fachgesellschaft weltweit, eine eigene Studie vor. Darin sieht sie die Elektrizität als Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen Energiesystem. Ein wichtiges Ergebnis der 143 Seiten umfassenden Analyse: Die von vielen als wichtiges Element zur Verminderung der Kohlendioxidemissionen gepriesene Kraft-Wärme-Kopplung wird ihrem Anspruch nicht gerecht.

Kernenergie - kein Ausstieg ohne Ersatz

„Die Nachfrage an elektrischer Energie steigt“, sagt Wolfgang Sandner, der amtierende Präsident der DPG. Allein in Deutschland, wo der Anteil der Elektrizität am Endenergieverbrauch derzeit etwas mehr als zwanzig Prozent beträgt, ist der Stromverbrauch zwischen 2000 und 2008 pro Jahr um 1,2 Prozent gestiegen. Der Vorteil der Elektrizität liegt auf der Hand: Sie ist vielseitig nutzbar, etwa zum Heizen, zur Beleuchtung oder zum Antrieb von Motoren und Kraftfahrzeugen. Obendrein lässt sie sich in Batterien speichern, leicht über Stromnetze transportieren und in großen Mengen in Kraftwerken erzeugen. „Unsere Stromversorgung wird auch noch in den kommenden zwei Jahrzehnten auf den heutigen drei Säulen stehen: auf fossilen Energieträgern, erneuerbaren Energiesystemen und Kernenergie, wobei sich deren Anteile verändern werden“, ist sich der Direktor des Max-Born-Instituts in Berlin sicher.

Auf Kernenergie wird man ohne entsprechenden Ersatz wohl nicht verzichten können, trägt sie doch mit 23 Prozent zur Stromerzeugung bei und deckt etwa die Hälfte der Grundlast ab. Zudem kann sie recht schnell auf Schwankungen im Stromnetz reagieren und so den zeitlich fluktuierenden Anteil aus regenerativer Stromerzeugung durch Wind und Sonne auffangen, erklärt Sandner. Weil Kernkraftwerke im Betrieb kein Kohlendioxid erzeugen, trägt die Kernenergie trotz ihrer anderweitigen Problematik heute wesentlich zum Klimaschutz bei. Dennoch plädiert die DPG in ihrer Studie nicht für den Ausbau der Kernenergie, obwohl die Physiker durchaus sehen, dass bei gleicher Faktenlage in anderen Ländern offenkundig ganz andere Schlussfolgerungen gezogen werden. So wird vielerorts der Neubau von Kernkraftwerken vorangetrieben und die Entwicklung von effizienteren Anlagen der vierten Generation gefördert.

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Kohlendioxidfreie Stromerzeugung mit Kohle

„Wir sind von der momentanen Gesetzeslage in Deutschland ausgegangen und sagen in unserer Studie, wenn die Kernkraftwerke abgeschaltet werden, dann muss die Lücke von anderen Grundlastträgern ersetzt werden, und das können momentan nur fossile Kraftwerke leisten.“ Folglich muss man den Kohlendioxidausstoß dieser Kraftwerke, die 60 Prozent des Stroms in Deutschland erzeugen, drastisch reduzieren, will man die Klimaziele erreichen. Und das gelingt nach Ansicht der DPG nur dadurch, dass man das Kohlendioxid fast vollständig abscheidet und anschließend dauerhaft speichert. Während es für die Abtrennung technische Lösungen gibt – etwa die Verbrennung unter Sauerstoff oder die chemische Wäsche mit einer Lauge -, betritt man bei der Kohlendioxid-Speicherung Neuland.

Ob auf oder unter dem Meeresgrund, in Erdöl- oder Erdgaslagerstätten oder anderen dichten geologischen Formationen einschließlich wasserführender Gesteinsschichten, in allen Fällen muss gewährleistet werden, dass kein Kohlendioxid jemals wieder in die Umwelt entweicht, was fatale Folgen haben würde. Derzeit ist aber noch nicht abzusehen, wann und ob diese Bemühungen erfolgreich sein werden. Vielleicht ist bis dahin die Kernfusion so weit entwickelt, dass entsprechende Kraftwerke, in denen Atomkerne miteinander verschmelzen, von der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts an die Grundlastversorgung übernehmen können. „Zusammen mit den erneuerbaren Energien könnte die Kernfusion dann eine weitgehend kohlendioxidfreie Stromerzeugung ermöglichen“, so Sandner.

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Erneuerbare Energiequellen mit Potential

Derzeit leisten die erneuerbaren Energiequellen als Stromerzeuger nur einen kleinen Beitrag. Windenergie liefert in Deutschland mit rund sechs Prozent den größten Beitrag zur Energieversorgung. Dieser Anteil könnte nach den Ausbauszenarien des Bundesumweltministeriums bis zum Jahr 2020 auf etwa 15 Prozent und bis 2030 auf 26 Prozent steigen. Skeptisch sehen die DPG-Experten die Photovoltaik, die derzeit nur knapp ein Prozent zur Stromerzeugung beiträgt.

Der Studie zufolge hat sie nur dort ein großes Potential, wo günstige Einstrahlungsbedingungen herrschen. Und das sei nun mal nicht Deutschland, so Sandner. Sollte die Energiepolitik verstärkt auf die erneuerbaren Energiequellen setzen, ist die Entwicklung leistungsfähiger Energiespeicher und verlustarmer Stromnetze erforderlich, die es ermöglichen, auf tageszeitliche und wetterbedingte Schwankungen bei der Energieerzeugung durch Sonne und Wind flexibel zu reagieren. Derzeit sind große solarthermischen Kraftwerken in Südspanien im Bau oder in Planung, wo Konzepte für Wärmespeicher getestet werden. Parallel dazu können Biomasse und Geothermie einen Beitrag zur Grundversorgung liefern.

Energie - ein komplexes vernetztes System

Mit erneuerbaren Energieträgern muss man die Energieversorgung in einem viel größeren Zusammenhang sehen als bisher, erklärt Sandner. Man hat ein komplexes vernetztes System aus Stromerzeugung, Speicherung und Verbrauch. „Wenn man das nicht beachtet, kann man schnell zu falschen Schlüssen kommen wie unsere Untersuchungen zeigen.“

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Als Beispiel führt er die Kraft-Wärme-Kopplung an, jenes vom Staat wegen seines hohen Wirkungsgrades geförderte Verfahren, das gleichzeitig Strom- und Fernwärme erzeugt. „Wir haben herausgefunden, dass der Gesamtenergieverbrauch der Kraft-Wärme-Kopplung höher sein kann, als bei der getrennten Erzeugung von Wärme und Strom, obwohl dort die Ausnutzung des Brennstoffs schlechter ist. Aber ich brauche möglicherweise bei Wegfall der Kopplung insgesamt weniger Erdgas, um das gleiche Ziel zu erreichen.“

Überschätzte Kraft-Wärme-Kopplung

Die Studie will keine Empfehlung für die eine oder andere Energiequelle aussprechen, sondern den politischen Entscheidungsträger ausschließlich physikalische Fakten liefern. Sandner hofft dennoch, dass die Politik, die die Kraft-Wärme-Kopplung von zwölf Prozent auf 25 Prozent ausbauen will, entsprechende Schlüsse aus den Ergebnissen der Studie zieht. Man dürfe nicht einzelne Technologien allein aufgrund ihrer scheinbar hohen Effizienz fördern, sondern man müsse Anreize schaffen, die sich allein an der tatsächlichen Energieeinsparung orientieren.

Eine zweite Forderung: Die Industrie müsse bei staatlicher Förderung auch entsprechend mehr in die Forschung und Entwicklung investieren, als es bisweilen bisher geschieht. So verwendet die Photovoltaikbranche offenbar nur 1,5 Prozent ihres Umsatzes für die Entwicklung günstigerer und leistungsfähiger Solarzellen. Für Sandner und seinen Kollegen zu wenig, um auf dem internationalen Markt zu bestehen, der mittlerweile von den Vereinigten Staaten und Asien dominiert wird.

Manfred Lindinger - Portraitaufnahme für das Blaue Buch "Die Redaktion stellt sich vor" der Frankfurter Allgemeinen Zeitung
Manfred Lindinger
Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.
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