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Reichweite der Energierohstoffe: Ausreichend Zeit für Umbau des Energiesystems

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Die verlässliche, ununterbrochene Bereitstellung von Energie, ob in Form der Energierohstoffe oder Elektrizität, ist eine essenzielle Voraussetzung für die Funktion unserer hochentwickelten Wirtschaft und für den Erhalt unseres heutigen Lebensstandards. Die Exploration und Beschaffung von Energierohstoffen wie auch die Erzeugung und Verteilung der elektrischen Energie sind wiederum dafür maßgebliche Voraussetzung. Etliche Generationen haben daran gearbeitet, um den heutigen Standard auf diesen Sektoren zu erreichen. Wir aber sind sehenden Auges auf dem Weg, diesen Standard durch nicht annähernd Gleichwertiges zu ersetzen.

Im Bewusstsein der Endlichkeit aller fossilen Energierohstoffe und in – nach Ansicht vieler Wissenschaftler unberechtigten – Sorge um die Beeinträchtigung des Klimas infolge der CO 2 – Emissionen durch Verbrennung von Kohle, Gas und Öl wird in der Europäischen Union der Umbau des Energiesystems angestrebt. Am krassesten in Deutschland, wo mit der Energiewende ein absolut ambitioniertes Vorhaben betrieben wird, Energie, vor allem elektrische Energie, anders als bisher zu erzeugen: Bis 2050 soll in Deutschland die elektrische Energieversorgung aus erneuerbarer Energie (Wind, Sonne, Biomasse, Wasserkraft) von heute rund 30 Prozent auf 80 Prozent gesteigert werden. Das deutsche Vorgehen, bestehende, funktionsfähige und preisgünstige Energieerzeugungsstrukturen (Kernenergie und Kohle) überstürzt und mit hohen Folgekosten abzuschaffen, ist einzigartig in der Welt und wird von keiner Nation „nachgeahmt“. Die „Times“ bezeichnete die Energiewende als „growing absurdity“.

Der Umbau ist eine gewaltige Herausforderung, die durch den Ausstieg aus der Kernenergienutzung noch zusätzlich verschärft wird. Die Suche nach stofflichen Substituten für fossile Energierohstoffe ist komplex, extrem teuer und braucht noch viel Zeit. Ob das vorhandene technische Manko, zum Beispiel fehlende Speicherkapazität und –technologie im notwendigen Maße überhaupt lösbar ist, kann derzeit noch nicht beantwortet werden, erscheint aber zweifelhaft. Scheitert die Energiewende, wovon viele ausgehen, steht die Funktion unserer Wirtschaft auf dem Spiel. Stromkunden haben bereits jetzt erhebliche Mehrkosten für den Einsatz der erneuerbaren Energien zu tragen, bei weiterhin steigendem Trend. Deutschland schadet sich selbst und überdies bleibt der Beitrag Deutschlands an einer Verminderung der Kohlendioxid-Emissionen in globaler Sicht vernachlässigbar gering.

Denn: Im globalen Maßstab wird sich der Energiemix nur sehr langsam ändern. Mit signifikanten Anteilsveränderungen muss im Rahmen von Dekaden gerechnet werden. Hinzu kommt, dass durch den globalen Zuwachs der Bevölkerung der Bedarf an Primärenergien weiter zunimmt und Maßnahmen der Energieeinsparung „unterm Strich“ nicht wirklich wirksam werden lässt.

Daher bleiben fossile Energien auf absehbare Zeit – bei gleichwohl zurückgehenden Anteilen fossiler Energien und effizienterer Nutzung – in der globalen Energieerzeugung weiter unverzichtbar, um den Ausbau der erneuerbaren Energien zu ermöglichen und den Wechsel im Energiemix ohne Brüche zu vollziehen, wie die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in ihrer „Energiestudie 2016. Reserven, Ressourcen und Verfügbarkeit von Energierohstoffen“ schreibt.

Deutschland ist und bleibt in erheblichem Maße auf den Import fossiler Energierohstoffe angewiesen. Mit abnehmenden Fördermengen aus heimischen konventionellen Erdöl- und Erdgasvorkommen und mit Auslaufen der subventionierten Steinkohlenförderung sinkt der Selbstversorgungsbeitrag weiter ab und wird ohne Erschließung und Förderung von Erdgas aus u.a. Schiefergestein mit Hilfe des Fracking-Verfahrens mittelfristig nur noch unbedeutend sein. Nur noch rund 2 % des Erdöls und knapp
 10 % des Erdgases stammen aus der inländischen Förderung 3).

Die Erschließung von Schiefergasvorkommen und Kohleflözgestein erfordert den Einsatz der hydraulischen Stimulation, des Fracking-Verfahrens. Das Verfahren wird auf Grund der Besorgnis um potenzielle Umweltauswirkungen in der Öffentlichkeit kontrovers diskutiert. Im Juni 2016 hat der Deutsche Bundestag den Einsatz des Fracking-Verfahrens zur Erschließung von Erdgas- oder Erdölvorkommen in Schiefer-, Ton- oder Mergelgestein sowie Kohleflözgestein untersagt. Begleitet von einer Expertenkommission sind lediglich Erprobungsmaßnahmen möglich – insgesamt maximal vier – zur wissenschaftlichen Erforschung insbesondere der Umweltauswirkungen. Die Erprobungsmaßnahmen bedürfen zusätzlich der Zustimmung der jeweiligen Landesregierung. Im Jahr 2021 überprüft der Deutsche Bundestag die Angemessenheit des Verbotes. Mit der Aufsuchung und Erschließung der inländischen Schiefergas-Vorkommen ist auf Grund dieser Gesetzeslage in den nächsten Jahren daher nicht zu rechnen. Inländisch gefördertes Schiefergas wird damit nicht zum Ausgleich des Rückgangs der heimischen Erdgasproduktion auf absehbare Zeit beitragen.

Ein „Rückgrat“ der Stromversorgung bildet die Braunkohle in Deutschland, deren Reserven zwar noch einige hundert Jahre beträgt, deren weitere Nutzung aber aus Gründen des Klimaschutzes unter erheblichen politische Druck steht und für manchen Politiker lieber heute als morgen eingestellt werden sollte.

Wie ist es daher um die globalen Vorräte an fossilen Energierohstoffen bestellt? Vielen wird der Bericht des Club of Rome „Die Grenzen des Wachstums“ aus dem Jahre 1972 noch in Erinnerung sein. Der Bericht prognostizierte seinerzeit unter anderem einen Verbrauch der Öl- und Gasreserven in maximal 50 Jahren. Bekanntlich sind die befürchteten Rohstoffverknappungen nicht eingetreten. Der heutige Kenntnisstand über Reserven 1) und Ressourcen 2) an Energierohstoffen ist in der oben genannten BGR-Studie 3) umfänglich und aufgeschlüsselt nach Ländern tabellarisch beschrieben. Nachfolgende Ausführungen beziehen sich hierauf.

In der Studie heißt es resümierend: „Nach heutigem Kenntnisstand sind noch umfangreiche fossile Energiemengen vorhanden. Der weltweite Vergleich von bislang bereits geförderten und damit verbrauchten Energierohstoffen mit noch vorhandenen Reserven und Ressourcen zeigt, dass in allen Regionen der Erde noch große, nicht ausgeschöpfte Energiepotenziale existieren. Während in den Regionen Australien, Asien, GUS und Nordamerika die Potenziale kaum berührt erscheinen, ist selbst in Europa bis heute nur ein kleiner Teil gefördert worden. Der Rohstoffreichtum wird dabei primär durch die großen Kohlevorkommen erreicht, die es auf allen Kontinenten gibt und die nicht, wie beim konventionellen Erdöl und Erdgas, auf einige Regionen begrenzt sind.“

„Der größte Anteil mit 552.523 Exajoule (EJ) 4) an den globalen fossilen Energierohstoffen ist als Ressourcen definiert und übertrifft die Reserven um ein Vielfaches. Dies gilt für alle Energierohstoffe mit Ausnahme des konventionellen Erdöls, das die Sonderrolle dieses Energierohstoffs unterstreicht. Der Energieinhalt aller Reserven stieg im letzten Jahr leicht auf 38.443 EJ (plus 1,3 %) aufgrund von Neu- und Höherbewertungen insbesondere bei der Weichbraunkohle.“ (Siehe hierzu den Anhang)

„Aus rohstoffgeologischer Sicht können die bekannten Energierohstoffvorräte auch langfristig einen steigenden Bedarf bei Erdgas, Kohle und Kernbrennstoffen decken und den Wechsel in ein kohlenstoffarmes Energiesystem gewährleisten. Erdöl ist der einzige Energierohstoff bei dem sich eine Limitierung abzeichnet…. und in den kommenden Jahrzehnten eine steigende Nachfrage wahrscheinlich nicht mehr gedeckt werden kann.“

Dahm 5) errechnete, ausgehend von den in der BGR-Studie genannten Öl-Reserven von 219 Gigatonnen (Gt) und den weltweiten Öl-Ressourcen ohne die Ölschiefervorkommen von 343 Gt eine Reichweite der Ölförderung von „garantiert“ 82 Jahren, vorausgesetzt allerdings, dass die Ressourcen gewinnbar sind. Dazu kämen noch die Ölschiefer Ressourcen von 102 Gt.

Aus rohstoffgeologischer Sicht kann die Erdgasversorgung der Welt noch über Jahrzehnte gewährleistet werden. Erdgas ist weltweit noch in sehr großen Mengen vorhanden. Die BGR beziffert die Weltreserven an Erdgas auf 197 Billionen Kubikmeter und die Weltressourcen auf 652 Billionen Kubikmeter. Das ergäbe bei einer gleich bleibenden Weltjahresförderung von 3,6 Billionen Kubikmeter eine Reichweite von 55 Jahren für die Reserven und von 181 Jahren für die Ressourcen. Mit Sicherheit sind die Reichweiten weit größer, weil das in riesigen Mengen vorhandene Gashydrat („Methaneis“) als Erdgasquelle in diese Betrachtungen noch nicht eingeflossen ist.

Die Reserven und Ressourcen an Hartkohle und Weichbraunkohle können aus geologischer Sicht den erkennbaren Bedarf für viele Jahrzehnte decken. Mit einem Anteil von rund 55 % an den Reserven und rund 89 % an den Ressourcen 3) verfügt Kohle über das größte Potenzial von allen fossilen Energierohstoffen. Die BGR gibt die Weltreserven für Hartkohle mit 712 Gt an und die Weltressourcen mit 17.712 Gt. Bei einem unveränderten Jahresbedarf an Hartkohle von 6,7 Gt würden die Reserven 106 Jahre reichen, die Ressourcen sogar über 2.600 Jahre. Noch größer sind die Reichweiten von Braunkohle.

Auch wenn der globale Uran-Vorrat aus deutscher Sicht wegen des Ausstiegs aus der Kernenergie keine Rolle mehr spielen wird, gleichwohl ein wehmütiger Blick auf noch zur Verfügung stehende Mengen und damit auf ein von Deutschland ungenutztes Potenzial: In der BGR-Energiestudie werden die globalen Uranressourcen mit 13,7 Megatonnen (Mt) angegeben.

Hierzu eine Anmerkung: Im Unterschied zu anderen Energierohstoffen werden Uran-Reserven und -Ressourcen nach Gewinnungskosten unterteilt. Nach der Definition für Uranreserven liegt die Grenze der Abbaukosten bei kleiner 80 US-Dollar/kg Uran. Die weltweiten Uranreserven in dieser Kostenkategorie belaufen sich auf 1,3 Mt. Rund 96 % der Reserven befinden sich in nur elf Ländern, angeführt von Kanada, gefolgt von Kasachstan und Brasilien. In diesen drei Ländern befinden sich nach aktuellem Datenstand über die Hälfte der Weltreserven an Uran.

Die jährliche globale Uranproduktion lag 2015 bei 60.497 Tonnen Uran. Der weltweite Uran-Bedarf betrug im gleichen Jahr 66.880 Tonnen. Die Welt-Bergwerksförderung von Uran lag in den vergangenen fünf Jahren zwischen 54.610 und 60.497 t U bei einem jährlichen Verbrauch von rund 65.000 t U. Die Differenz aus jährlichem Bedarf und Primärproduktion wurde aus zivilen und militärischen Lagerbeständen, insbesondere der Russischen Föderation und den USA, gedeckt, aber auch durch Rückgriff auf Uran-Vorräte, die von Kernkraftwerksbetreibern angelegt sind, um einen gesicherten Betrieb ihrer Anlagen zu gewährleisten.

Aus rohstoffgeologischer Sicht steht ein ausreichendes Potenzial zur Verfügung, um eine langfristige weltweite Versorgung mit Uran zu gewährleisten. Bei den genannten Uranressourcen und dem obigen jährlichen weltweiten Uranbedarf stünde – unter Inkaufnahme höherer Abbaukosten – Uran für über 200 Jahre zur Verfügung. Bei dem forcierten Kernkraftwerksausbau hauptsächlich in Asien ist mit leicht steigendem jährlichen Bedarf zu rechnen, wobei zugleich Kernkraftwerksstilllegungen in Betracht gezogen werden müssen.

Eine 60-fach größere Reichweite des Urans wäre durch den Einsatz von Brütern möglich. Auch durch Rezyklierung unverbrauchter Kernbrennstoffe aus abgebrannten Brennelementen ist eine Streckung des Uran-Einsatzes erreichbar.

Aber nicht nur Uran auch Thorium könnte als Kernbrennstoff eingesetzt werden. Derzeit wird es aber nicht für die kommerzielle Energieerzeugung genutzt. Thorium-Vorkommen werden dennoch durch die in den letzten Jahren zunehmende Explorationen nach anderen Rohstoffen (Uran, seltene Erden, Phosphat) miterfasst und bewertet. Generell kommt Thorium drei- bis viermal häufiger in der Erdkruste vor als Uran (ca. 6 bis 10 g/t). Für 2015 werden gut 6,35 Mt Ressourcen ausgewiesen 3).

FAZIT:  Obwohl es auf der Erde noch sehr große Vorkommen an Energierohstoffen gibt, ist deren Endlichkeit unstrittig. Die vorhandenen Vorräte aber lassen hinreichend Zeit, andere Energieträger zu entwickeln und den Einsatz von erneuerbaren Energien bedarfsgerecht, den technischen Möglichkeiten angepasst sowie wirtschaftlichen Maßstäben angemessen in das bestehende Stromversorgungssystem zu integrieren. Die hohen, ständig steigenden Stromkosten, die fehlende Infrastruktur (Stromnetze und Stromspeicher), der zunehmende Zwangsexport von Überschussstrom zu Negativpreisen (was die Abnehmer trotzdem nicht fröhlich stimmt) und die zunehmenden Probleme in der Netzstabilität (mehrere tausend Eingriffe pro Jahr) ließen sich auf diese Weise vermeiden.

Mit ein Grund für die Energiewende war die die Entscheidung der Politik zusammen mit Teilen der Wissenschaft, das anthropogene Kohlendioxid als Hauptverursacher des Klimawandels anzusehen und daher deren Emission zu begrenzen.  Die Hypothese des menschlichen Einflusses auf das Klima steht auf wackligen Beinen und wird von immer mehr Wissenschaftlern überzeugend widerlegt. Artikel dazu sind auf dieser Webseite zu finden. Danach wird dem Kohlendioxid bestenfalls eine marginale Rolle beim Klimawandel zugewiesen. Nicht der Klimawandel als solcher wird bestritten, sondern der menschliche Einfluss auf den Wandel.

Die Bundesregierung verweist bei ihrer Klimapolitik auf das völkerrechtlich verbindliche Klimaabkommen von Paris im November 2016. Nach einer in einer Fachzeitschrift 6) geäußerten Ansicht zeigen die Pariser Klima- und Energiekonzepte sehr viel Wunschdenken. Sie gingen nicht von der Wirklichkeit aus. Der Auf- und Ausbau von regenerativen Kapazitäten werde überschätzt, die erforderlichen Finanzmittel und die resultierenden Energiekosten unterschätzt. Nach Einschätzung von Fachleuten werde die Anstiegsgeschwindigkeit des globalen Energiebedarfs zwar leicht abnehmen, der Energiebedarf aber insgesamt weiter steigen. Prognosen erwarten bis 2035 Zuwächse von 35 – 40 Prozent 6). Die CO2-Emissionen würden deshalb nicht sinken, sondern um ca. 25 Prozent weiter wachsen.

Die weitreichenden Vorräte an Energierohstoffen, der damit im Zusammenhang stehende Zeithorizont zusammen mit der marginalen Beeinflussung des Klimas durch den Menschen, insbesondere aber auch Deutschlands völlig unbedeutender Beitrag zur angestrebten weltweiten CO2-Reduktion, gäbe Deutschland die Möglichkeit, die kostspieligen Fehlentwicklungen der Energiewendepolitik zu korrigieren.

Anhang

Die unterschiedlichen Angaben der Energiereserven und –ressourcen in Joule, Tonnen und Kubikmeter machen eine Vergleichbarkeit schwierig. Eine aussagekräftige Angabe ist die, die den direkt nutzbaren Energieinhalt der Energiequelle angibt. Bei Kohle macht das Sinn, sie ist direkt einsetzbar. Hierfür wird die physikalische Energieeinheit „Joule“ verwendet, wobei 3,6 Millionen Joule einer Kilowattstunde (kWh) entsprechen. Um den Energieinhalt von Primärenergieträgern vergleichen zu können, wird in Mitteleuropa die Steinkohleneinheit (SKE) verwendet. International ist die Öleinheit (ÖE) gebräuchlich. 1 kg SKE entspricht der Energiemenge, die beim Verbrennen von 1 Kilogramm einer (hypothetischen) Steinkohle mit einem Heizwert von exakt 7000 kcal/kg frei wird:

1 kg SKE = 7000 kcal = 29,3076 Megajoule (MJ) = 8,141 kWh = 0,7 ÖE

Es gelten folgende Wikipedia entnommene Umrechnungen:

1 kg Rohöl = 1,428 kg SKE und 1 m3 Erdgas = 1,083 kg SKE.

1 kg Natururan, das einen 0,71 %-igen Anteil an dem spaltbaren U-235 enthält, entspricht bei Kernspaltung 15.000 kg SKE. Für den Einsatz im Kernreaktor wird der U-235-Anteil im Kernbrennstoff auf etwa 5 % angereichert.

 

  • 1) Als „Reserve“ wird jene Rohstoffmenge bezeichnet, die nachgewiesen und zu aktuellen Preisen und mit heutiger Technik wirtschaftlich  gewinnbar ist.
  • 2) Als „Ressource“ wird jene Rohstoffmenge bezeichnet, die zwar nachgewiesen, aber derzeit noch nicht wirtschaftlich gewinnbar ist.
  • 3) Energiestudie_2016.pdf
  • 4) 1 EJ = 1 Trillion Joule = 277,778 Milliarden Kilowattstunden zur Bezeichnung sehr großer Energiemengen (3,6 EJ = 1000 TWh)
  • 5) Klaus-Peter Dahm, Vom Klimawandel zur Energiewende, Köster-Verlag, 2016
  • 6) Dietrich Böcker, Dietrich H. Welte, Der Systemwechsel von fossiler zu grüner Energie erfordert viel Vernunft, Zeit und Geld; Energiewirtschaftliche Tagesfragen 66. Jg. (2016) Heft 4