Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen ...

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10 Die Nutzung der Kernenergie müsste dann in ein energie- und klimapolitisches Gesamtkonzept eingebunden werden in dem auch, und mit wachsender Dringlichkeit, das weitere Vorgehen bei der Entsorgung hochradioaktiven Abfalls festzulegen wäre. �� Die gleichzeitige Erzeugung und Nutzung von Wärme und elektrischem Strom in Kraft-Wärme-Kopplungs- (KWK) Anlagen soll der besseren Ausnutzung des Brennstoffs dienen. Sie wird in Politik und Öffentlichkeit als ein wesentlicher Baustein für das Erreichen der gesetzten CO2-Reduktionsziele angesehen (weswegen der KWK-Anteil am Strom bis 2020 auf 25% verdoppelt werden soll). In der Studie wird jedoch gezeigt, dass viele KWK-Anlagen diesem Anspruch nicht genügen: Bei einem ganzheitlichen Vergleich mit der getrennten Erzeugung von Strom in einem GuD-Kraftwerk und dezentraler Wärme mittels Brennwertkessel sind die betrachteten KWK-Anlagen nur geringfügig besser und in manchen Fällen sogar etwas schlechter. Beim Vergleich mit einer Kombination aus GuD-Anlage und dezentralen elektrischen Wärmepumpen (mit Strom aus der GuD-Anlage) sind die betrachteten KWK-Anlagen sogar generell deutlich unterlegen. An diesem Beispiel wird deutlich, dass es energiepolitisch wesentlich zweckmäßiger wäre, statt bestimmte technologische Lösungen vorzuschreiben, allgemeine Anreize für tatsächlich nachweisbare Energieeinsparungen zu geben, zum Beispiel über einen „linearen Energieeinspartarif“. In einem Gesamtkonzept zum Einsatz von Erdgas wird vorgeschlagen, seine „bloße Verbrennung“ im Gebäudebereich zu verringern und es stattdessen zur Stromerzeugung in zentralen, hocheffizienten GuD- Anlagen zu verwenden. Nach thermischer Sanierung können die Gebäude dann mit elektrischen Wärmepumpen beheizt werden, die ihren Strom aus diesen GuD-Anlagen beziehen. �� Biomasse (und Müllverbrennung) haben gegenwärtig einen Anteil von 3,1% an der deutschen Stromerzeugung. Eine Verdopplung dieses Anteils in den nächsten zehn Jahren wird für wahrscheinlich gehalten. Das gesamte Biomasse-Potenzial wird bei >1,3 EJ/a gesehen und könnte theoretisch, wenn es ausschließlich zur Stromerzeugung genutzt würde, gut ein Fünftel zur deutschen Bruttostromerzeugung beitragen. Weltweit und auch in Deutschland steht der Energiepflanzenanbau – hauptsächlich wegen der forcierten Erzeugung von Bio-Diesel (in Europa) und Bio-Ethanol (vorwiegend in den USA und Brasilien) – in Flächenkonkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Deshalb konzentriert sich die Entwicklung auf die Bewirtschaftung anderweitig nicht nutzbarer Anbauflächen sowie auf Verfahren zur verstärkten Verwendung von Restbiomasse (Stroh, Abfallholz etc.) und unkonventioneller Biomasse (z.B. aus Algen). Diese Verfahren der 2. und 3. Generation erfordern noch intensive Forschung und Entwicklung. Berücksichtigt man, dass der Ersatz fossiler Treibstoffe für Fahrzeuge als die vorwiegende Nutzung von Biomasse gesehen wird, wird die Stromerzeugung aus Biomasse wohl eher am unteren Ende der Voraussagen liegen. �� Solare (photovoltaische und solarthermische) Stromerzeugung hat weltweit dort ein großes Potenzial, wo günstige Einstrahlungsbedingungen herrschen. In Deutschland kann auf Grund des geringen Anteils direkter Strahlung praktisch nur Photovoltaik für Stromerzeugung genutzt werden, aber auch für diese Systeme bringen die Einstrahlungsbedingungen Einschränkungen mit sich. So entspricht die Leistung der deutschen Photo-
11 voltaikanlagen im Jahresmittel nur einem Zehntel der Nominalleistung und entsprechend gering ist ihr Beitrag (2008: 0,7%) zur Stromerzeugung. Wetterbedingte Fluktuationen und der sehr geringe Stromertrag im Winter sind hierzulande ungünstig. Südliche Standorte bieten typisch um einen Faktor 2 bessere Bedingungen. Grundsätzlich kann in Deutschland Photovoltaik, die nachts keinen und im Winter nur wenig Strom erzeugt, keine anderen Kraftwerke ersetzen sondern nur einen Teil der für deren Stromproduktion benötigten Brennstoffmenge, solange nicht geeignete Stromspeichermöglichkeiten in ausreichendem Umfang existieren. Photovoltaik ist von allen erneuerbaren Energiesystemen noch am weitesten von Wettbewerbsfähigkeit entfernt. Für Verbesserungen gibt es vielfältige Forschungs- und Entwicklungsansätze sowohl für kristalline und amorphe Si-basierte Systeme, für Dünnschichtzellen und auch für die neuartigen organischen und Farbstoffzellen. Allerdings liegt die Forschungsintensität der deutschen Photovoltaikindustrie mit
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