Es soll weiterhin Licht geben


17 / 06 / 22 - 6 minute read

Im jüngsten UN-Klimabericht wird davor gewarnt, dass fossile Brennstoffe bis 2050 aus dem Verkehr gezogen werden müssen, um eine unbewohnbare Welt zu vermeiden. Ist ein solcher Übergang in der Energieinfrastruktur möglich?

Der erste und grundlegende Fehler, den wir bei der Bewältigung der Energiewende machen, besteht darin, dass wir Energie als einen eigenständigen Wirtschaftssektor betrachten. Das ist sie nicht. Er ist viel entscheidender. Energie ist die Grundlage für unsere gesamte Wirtschaft.

In der Vorgeschichte haben unsere Vorfahren das Äquivalent von etwa einer Kilowattstunde pro Tag (kWh/d) Energie durch Schweiß und Muskelkraft erzeugt. Heute kostet diese Energie etwa 30 Cent. Später, als landwirtschaftliche Gesellschaften aufkamen und die Kraft von domestizierten Tieren, Wasser und Wind nutzten, konnten bis zu 120 kWh/d erzeugt werden, was 16 Pferdestärken (PS) entspricht.

Im Zuge der industriellen Revolution wurde die Dampfmaschine entwickelt, die, angetrieben durch Kohle, die Arbeit von etwa 20 Pferden verrichten konnte. Im 20. Jahrhundert kam es zu einer Verlagerung hin zu Quellen mit höherem Energiegehalt wie Öl, was die Entwicklung von Verbrennungsmotoren mit einer Leistung von etwa 100 PS förderte.

Seitdem haben wir die Energieerzeuger verbessert, aber die Grundlage unserer Wirtschaft beruht immer noch auf der Nutzung fossiler Brennstoffe zur Wertschöpfung. Eine Wirtschaft kann als eine riesige Maschine zur Erzeugung von Wohlstand betrachtet werden. In Deutschland zum Beispiel wird diese Maschine jährlich mit 2.500 Terawattstunden (TWh) betrieben. Das bedeutet, dass jedem Deutschen jedes Jahr rund 30.000 kWh (das entspricht sieben Pferdestärken) ständig zur Verfügung stehen, was die Grundlage für unseren heutigen Wohlstand ist.

Diagramm 1 zeigt, wie sehr unser Wohlstand von Kohle, Gas und Öl abhängt. Das ist die Herausforderung, vor der wir - und alle Länder - in den kommenden Jahren stehen: der Übergang zu erneuerbaren "grünen" Energiequellen, um eine katastrophale Klimakatastrophe zu vermeiden und gleichzeitig sicherzustellen, dass wir die Macht behalten, "die Lichter am Leuchten zu halten".

Nicht die Kurve kriegen

Der Zwischenstaatliche Ausschuss der Vereinten Nationen für Klimaänderungen (IPCC) hat Anfang April seinen neuesten Bericht veröffentlicht. Die fast 3.000 Seiten machen deutlich, dass die Begrenzung der globalen Erwärmung auf 1,5°C über dem vorindustriellen Niveau - und wenn das nicht gelingt, auf unter 2°C - ein sofortiges und beispielloses Handeln aller Länder erfordern wird. 

Um eine 50-prozentige Chance zu haben, eine Erwärmung von mehr als 1,5 °C im 21. Jahrhundert zu vermeiden, müssen die globalen Emissionen Anfang 2050 den Netto-Nullpunkt erreichen (d. h. es wird weniger Kohlenstoff in die Atmosphäre abgegeben als entnommen). Um dies zu erreichen, muss der Ausstoß aller Treibhausgase bis 2025 seinen Höhepunkt erreichen.

Angesichts der Realitäten ist das ein unglaublich ehrgeiziges - wenn auch existenziell notwendiges - Ziel. Positiv zu vermerken ist, dass zumindest in Deutschland bereits mehr getan wurde, als wahrgenommen wird. Zwischen 1990 und 2020 hat Deutschland den Ausstoß von Kohlendioxid (CO2) um 35 % reduziert. Das von der Regierung geforderte Tempo setzt jedoch voraus, dass die CO2-Emissionen in den zehn Jahren dieses Jahrzehnts um die gleiche Menge sinken wie in den 30 Jahren zuvor.

 

DIE GESELLSCHAFT INVESTIERT IN ZOMBIE-TECHNOLOGIEN, VON DENEN WIR GLAUBEN, DASS SIE TEIL DER LÖSUNG SIND, DIE ABER WENIG NUTZEN BRINGEN, WENN MAN SICH DIE FAKTEN ANSIEHT. DAS IST EINE VERSCHWENDUNG VON RESSOURCEN UND ZEIT, DIE WIR NICHT HABEN.

David Bothe

Das ist möglich, aber meiner Meinung nach machen wir einen zweiten grundlegenden Fehler bei der Umsetzung der Klimapolitik. Schlimmer noch, die von uns verfolgte Politik verhindert, dass wirksame Lösungen eingeführt werden. Stattdessen investieren wir Ressourcen in etwas, das man als "Zombie-Technologien" bezeichnen könnte. Wir glauben, dass diese ein Teil der Lösung sein könnten, aber wenn man sich die Fakten ansieht, bringen sie wenig Nutzen. Das ist eine Verschwendung von Ressourcen und Zeit, die wir nicht haben.

Der Trugschluss des Elektroautos

Ein Beispiel dafür sind Elektroautos, die für sauberere und leisere Straßen sorgen und unsere Städte zu besseren Orten für Radfahrer und Fußgänger machen. Doch selbst wenn sich E-Autos massenhaft durchsetzen, werden sie kaum zur CO2-Reduzierung beitragen. 

Das Institut für Weltwirtschaft in Kiel, Deutschland, und Frontier Economics haben sich mit den Zahlen beschäftigt. Die deutsche Regierung will bis 2030 10,5 Millionen Elektrofahrzeuge auf die Straße bringen und damit 65 Millionen Tonnen CO2 einsparen. Hinzu kämen weitere Einsparungen von 8,8 Millionen Tonnen durch eine geringere Nachfrage nach Ölraffinerien. All dies bedeutet eine erhebliche CO2-Einsparung.

Dabei werden jedoch die Kosten nicht berücksichtigt. E-Mobilität braucht Strom, also Leistung. Die Stromerzeugung in Deutschland ist jedoch nicht kohlenstoffneutral. Diese zusätzliche Energie wird 54,4 Millionen Tonnen CO2 verursachen. Auch die Produktion von Elektroautos ist energieaufwändiger. Die Emissionen können bis zu doppelt so hoch sein wie bei Autos mit Verbrennungsmotoren, was weitere 15 Millionen Tonnen CO2 bedeutet. Der Aufbau der Infrastruktur, der Ladestationen, der Stromleitungen usw. verursacht weitere, vorsichtig geschätzte 3,6 Millionen Tonnen.

Vergleicht man die Kosten mit den erwarteten Einsparungen, so ergibt sich eine Differenz von etwa 0,4 Millionen Tonnen CO2-Einsparungen bis 2030. Genau das ist das Problem des derzeitigen Top-Down-Ansatzes, der auf Mikro-Management und sektorale Ziele ausgerichtet ist. Es ist wie ein Puzzle, bei dem jeder an seinem Teil arbeitet, aber niemand das Gesamtbild im Blick hat. Noch schlimmer ist, dass es einen Anreiz gibt, das Problem auf andere Sektoren abzuwälzen, anstatt gemeinsam an einer wirklich kooperativen Lösung zu arbeiten.

Nach David Bothe kann eine Volkswirtschaft als ein Energieumwandlungssystem betrachtet werden. Dieses Bild zeigt die Energiequellen in Deutschland und wie sie genutzt werden.

Sollen wir alles elektrifizieren?

Um den Blick zu schärfen, das Gesamtbild zu verstehen und dann intelligente Entscheidungen zu treffen. Ein großes Thema ist zum Beispiel die Frage, wie man erneuerbare Energien in den Wärmesektor bringen kann. Etwa die Hälfte der 2.500 TWh, die die deutsche Wirtschaft verbraucht, wird zum Heizen verwendet, und wenn erneuerbare Energien in erheblichem Umfang eingesetzt werden könnten, würden die Kohlenstoffemissionen drastisch sinken.

Ein Ansatz besteht darin, alles zu elektrifizieren - einschließlich der Heizung - um die elektrische Stadt zu schaffen. Das bedeutet den Einsatz von Wärmepumpen im Wohnbereich und von Großwärmepumpen, wasserstoffbasierten Industriekesseln und ähnlichen Technologien in der Industrie. Eine Alternative sind Wasserstoffheizkessel. Bei der Verbrennung von Wasserstoff wird kein Kohlenstoff in die Atmosphäre freigesetzt, er liefert sofortige Wärme und kann als "unbegrenzt" betrachtet werden, da er aus Wasser gewonnen wird.

Betrachtet man die beiden Lösungen, so haben Wärmepumpen, die mit 100 % erneuerbarer Energie betrieben werden, einen Wirkungsgrad von 285 %. Bei Wasserstoff gehen etwa 50 % der Energie bei der Elektrolyse und beim Transport verloren. Jeder, der sich diese Fakten ansieht, würde zu dem Schluss kommen, dass wir besser dran sind, wenn wir alles um den Faktor fünf oder mehr elektrifizieren.

Dabei wird jedoch vergessen, dass der Strom nicht einfach aus einer Steckdose kommt. Für die Speicherung und den Transport von Strom ist eine ganze Infrastruktur notwendig. Heute haben wir in Deutschland Speicher für mehr als 500 TWh Öl und 260 TWh Gas, aber nur 0,04 TWh Strom.

AUF DEN ERSTEN BLICK ERSCHEINT WASSERSTOFF INEFFIZIENT. WENN MAN JEDOCH DAS GESAMTE SYSTEM BETRACHTET, IST ER ÜBERLEGEN, WEIL ER DIE VORHANDENE SPEICHER- UND TRANSPORTINFRASTRUKTUR NUTZEN KANN.

David Bothe

Wenn wir am Ende alle 50 Millionen deutschen Autos elektrifizieren, wird die Stromspeicherkapazität allein für diesen Bedarf nicht ausreichen. Um den Bedarf zu decken, wird Deutschland auf Moleküle zurückgreifen müssen, womit wir wieder bei Wasserstoff wären. Auf den ersten Blick erscheint Wasserstoff ineffizient. Betrachtet man jedoch das Gesamtsystem, so ist er überlegen, weil er die vorhandene Speicher- und Transportinfrastruktur für die Verteilung nutzen kann.

Was sich in vielen Studien abzeichnet und auch in der Politik zunehmend erkannt wird, ist, dass wir bei der Umstellung auf erneuerbare Energien das bestehende Stromnetz für die Energieversorgung brauchen. Aber auch Wasserstoff wird ein wichtiger Bestandteil des Energiemixes sein, auch wenn er vielleicht weniger effizient ist. Erstens, weil die Energiewende sonst nicht möglich ist, und zweitens, weil sie langfristig günstiger ist, weil die bestehende Infrastruktur genutzt und nicht neu aufgebaut werden kann.

David Bothe

Dr. David Bothe

David ist Direktor bei Frontier Economics, einem Wirtschaftsberatungsunternehmen, und Experte für Energie- und Umweltökonomie.