Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen ...

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16 Energietechnologien weiter gewaltig wachsen. Damit – und angesichts der Bedeutung des Exports für die deutsche Wirtschaftsleistung – müssen Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen nicht nur mit Blick auf eine heimische Energieversorgung unternommen werden, sondern sich mindestens gleichermaßen auf den weltweiten Markt hin orientieren. Auch können manche Technologien, die in Deutschland nur ein geringeres technisches oder wirtschaftliches Potenzial haben, z.B. für Sonnen-, Meeres- oder geothermische Energie, in Weltregionen mit günstigeren Bedingungen große Bedeutung gewinnen. Entsprechend muss bei Marktunterstützungsprogrammen für regenerative Energiesysteme in Deutschland auch der Frage nachgegangen werden, ob sie, mit Blick auf einen integrierten europäischen Energiemarkt, auf die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft und auf die europa- bzw. weltweite Entwicklung hin zu einer CO2-armen Energieerzeugung, optimal sind. Die Diskussion dieses letzten Aspekts berührt auch Fragen wie die nach den Zeiträumen für die wirtschaftliche Amortisation von Investitionen in fossile oder erneuerbare Energiesysteme oder Kernkraftwerke. Diese umfasst üblicherweise Jahrzehnte; deshalb haben heutige Entscheidungen wesentlichen Einfluss auf die längerfristige Zukunft. So werden in Deutschland und vor allem auch weltweit heute geplante fossile Kraftwerke noch über Jahrzehnte für die Elektrizitätserzeugung betrieben werden. Damit führt die erforderliche Sicherstellung von Regel- bzw. Reserveleistung für fluktuierende erneuerbare Energiesysteme (aber auch die Nutzung fossiler Brennstoffe in dezentralen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen) zu langfristigen, eigentlich unerwünschten Abhängigkeiten von fossiler Energie. Als Konsequenz kommt der Optimierung fossiler Kraftwerke und der Entwicklung von Technologien zur CO2-Abscheidung und -Lagerung (Carbon Capture and Storage, kurz CCS) in dieser Studie ein großes Gewicht zu. Elektrische Energie benötigt ein Übertragungsnetz mit einer Systemsteuerung, die zu jedem Zeitpunkt Erzeugung und Verbrauch in Einklang bringt, denn anders als bei fossilen Brennstoffen ist die Speicherung von Strom bislang nur in engen Grenzen möglich. Damit werden Kraftwerke und Verbraucher zu einem gekoppelten System, das als Ganzes betrachet werden muss und in dem der massiv wachsende Anteil fluktuierender Einspeisung aus Windanlagen neuartige beachtliche Netz- und Regelanforderungen stellt. Soll die gewohnte Versorgungssicherheit in Deutschland gewährleistet bleiben, so müssen die Kapazität dieser Anlagen weitgehend auf Schwachwindverhältnisse ausgelegt, eine hohe Reservekapazität geeigneter anderer Elektrizitätserzeugungssysteme vorgehalten und nach Möglichkeit weitere Stromspeicher geschaffen werden. Überdies muss das überregionale und europäische Übertragungsnetz ausgebaut werden, denn nur ein leistungsfähiges und intelligentes Stromnetz mit weiträumiger und großer Stromtransportkapazität kann wirksam dazu beitragen, die Problematik fluktuierender Stromerzeugung zu minimieren, Stromhandel zu begünstigen und durch Schaffung von Anpassungsmöglichkeiten von Leistungsverbrauch an die Erzeugung Kosten und Energie zu sparen. Die Notwendigkeit für den Ausbau eines solchen Stromnetzes in europäischem Kontext ist seit langem offenkundig. Für die noch ungelöste Stromspeicherproblematik werden in der Studie alle großtechnisch denkbaren Speichermöglichkeiten diskutiert (einschließlich der Nutzung überschüssiger Strommengen zur Wasserstofferzeugung). Vielleicht können auch die zukünftigen Li-Ionen- bzw. Metall-Luft- Batterien der Elektroautos zur Speicherung von Strom beitragen – ein intelligentes Lastmanagement der regionalen und lokalen Stromnetze, wie es mit dem „Smart Grid“ verfolgt wird, ist dafür Voraussetzung. Kann die verstärkte Nutzung von elektrischer Energie die Klimaproblematik günstig beeinflussen? Neben Elektrizität sind heute die wesentlichen Energieträger Kohle sowie flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe. Ihnen gegenüber hat Elektrizität klare Vorteile: Sie ist am Verwendungsort nicht mit Emissionen belastet und kann mit erneuerbaren Energiesystemen, aber auch mit Kernkraft (und langfristig möglicherweise mit Kernfusion) praktisch CO2-frei 1 und in fossilen „CCS“ Kraftwerken CO2-arm erzeugt werden. Mit 1 Alle diese Energiesysteme setzen im Betrieb kein CO2 frei. Ihre Stromproduktion ist nur deshalb noch mit CO2-Emissionen belastet, da für die Konstruktion der Anlagen teilweise Energie aus fossilen Quellen aufgewendet wird. Dieser Anteil wird aber mit dem Umbau unseres Energiesystems zurückgehen und könnte asymptotisch vernachlässigbar werden.
17 Blick auf Europa und Deutschland könnte sich dadurch gleichzeitig die Versorgungssicherheit verbessern, da etliche dieser CO2-freien Energiesysteme eine wesentlich geringere Abhängigkeit von begrenzten bzw. regional ungleichmäßig verteilten Ressourcen haben als dies für Erdgas und Öl der Fall ist. Mit langfristig zunehmend CO2-freier Stromerzeugung wird Raumheizung mit elektrisch betriebenen Wärmepumpen unter dem Gesichtspunkt des Klimaschutzes und gegebenenfalls auch unter wirtschaftlichen Aspekten attraktiver werden als mit fossil befeuerten Brennwertkesseln bzw. Kraft-Wärmekopplungsanlagen. Damit könnte auch der erhebliche fossile Energieverbrauch bei der Raumheizung durch CO2-freie (oder -arme) Elektrizität ersetzt werden. So könnte Elektrizität langfristig der Schlüssel zu einer versorgungssicheren, nachhaltigen und klimaverträglichen Energiebereitstellung und einer effizienten, flexiblen und komfortablen Nutzung werden. Allerdings ist damit noch nicht gesagt, welche Technologien sich zur Elektrizitätserzeugung durchsetzen werden – nach heutigem Stand der Kenntnis reicht keine der bekannten Möglichkeiten alleine aus, der Vielzahl der Anforderungen hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, gesellschaftlicher Akzeptanz, Umwelt- und Klimaverträglichkeit und anderer Kriterien gerecht zu werden. Es ist offensichtlich, dass fossile Energie noch lange eine wesentliche Rolle spielen wird, aber ebenso ist absehbar, dass die Entwicklung hin zu den verschiedenen nicht-fossilen Technologien sich fortsetzen wird und damit die Voraussetzungen für die zunehmende Bedeutung der Elektrizität in der deutschen, europäischen und weltweiten Energieversorgung geschaffen werden. Auf dem Weg dahin ist Forschungs- und Entwicklungsarbeit auf breiter Basis und mit langem Atem die wesentliche Bedingung für Erfolg. Anmerkungen und Literatur [1] Nicholas Stern, The Global Deal, New York, 2009 [2] Wissenschaftlicher Beirat Globale Umweltveränderung (WBGU), Kassensturz für den Weltklimavertrag – Der Budgetansatz, Sondergutachten, Juli 2009 [3] DPG Studie, Klimaschutz und Energieversorgung in Deutschland 1990-2020, Sept. 2005
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