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Energie-Utopien und technische Realität

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Schauen wir einmal über den nationalen Tellerrand. Auch in Großbritannien gibt es Kritik an dem vollständigen Verzicht auf Kohle, Gas und Erdöl zur Stromerzeugung. Nachfolgend das Urteil eines britischen Fachmannes zur Decarbonisierung und sein Urteil über die Energiewende in Deutschland. Seine Aussagen sind auszugsweise und übersetzt wiedergegeben.

Michael Kelly:

„Die Entscheidung Großbritanniens, eine umfassende Dekarbonisierung der Wirtschaft in Angriff zu nehmen, ist von oberflächlichem Denken geprägt, das die technische Realität ignoriert. Das Netto-Null-Ziel der Regierung für 2050 sei ohne größere soziale Störungen nicht erreichbar“. Professor Michael Kelly ist emeritierter Professor für Ingenieurwissenschaften an der Universität von Cambridge und ehemaliger Chefwissenschaftler des Ministeriums für Gemeinden und Kommunalverwaltung [1].

„Ich möchte mich auf die „Großen“ (driver) des globalen Energiebedarfs von heute konzentrieren, indem ich zwanzig Jahre zurückblicke [2]. Abbildung 1 zeigt den von BP angegebenen globalen Energiebedarf für den Zeitraum 1965–2035 aufgeschlüsselt nach Energieart.

Abb. 1: Globaler Energiebedarf           Quelle: BP

Man erkennt, dass wir keine „Energiewende“ hatten: fossile Brennstoffe sind in den letzten 20 Jahren stetig mit etwa dem 7- bis 8-Fachen gegenüber erneuerbaren Energien gewachsen. Der Energiebedarf der großen Industrieländer war in diesem Zeitraum statisch oder leicht rückläufig. Der größte Teil des Anstiegs ist auf das Wachstum der globalen Mittelschicht zurückzuführen, der in den 20 Jahren bis 2015 um 1,5 Milliarden Menschen zugenommen hat. Die Weltbank rechnet mit einem weiteren Anstieg von 2,5 Milliarden bis 2035, der größtenteils auf Chinas zurückzuführen ist. BP schätzt, dass der weltweite Energiebedarf bis dahin um weitere 40% steigen wird.“

Der ständige Kampf gegen Armut und Hunger, die Verbesserung des menschlichen Wohlergehens werde fast ausschließlich von fossilen Brennstoffen getragen. BP gehe davon aus, dass erneuerbare Energien bis 2035 nur noch etwa 10% des Energiebedarfs decken werden, weniger als ein Sechstel der Versorgung mit fossilen Brennstoffen. Man sehe eher eine stetige Entwicklung als irgendwelche Bruchstellen, die auf große Fortschritte oder abrupte Veränderungen im Energiesektor hinweisen würden.”

Großbritannien habe zwar seit 1990 einen stetigen Rückgang an Kohlenstoffdioxid-Emissionen, der aber werde jedoch durch globale Zuwächse in den Schatten gestellt. Nach wachstumsfreien Jahren in den Jahren 2016 und 2017 stiegen die globalen CO2-Emissionen 2018 um 3%. Die europäischen Emissionen gingen zwar zurück, aber das Anstieg in allen anderen Teilen der Welt war 17-mal größer.

„Die Emissionsreduktionen in Großbritannien sind mit erheblichen Kosten verbunden. Abbildung 2 zeigt das seitdem zunehmende Defizit der britischen Zahlungsbilanz gegenüber Herstellern. Mit anderen Worten, ein erheblicher Teil unserer Emissionen wurde nach China und anderswo exportiert. In der Tat haben die mit steigenden Importen verbundenen Emissionen im Zeitraum 1991–2007 die Emissionsreduzierung in Großbritannien fast genau aufgehoben.

Abb. 2: UK Zahlungsbilanz-Defizit bei der Warenproduktion,  Quelle: https://researchbriefings.parliament.uk/ResearchBriefing/Summary/SN02815.

Einige der vom Weltklimarat eingeführten Maßnahmen haben die globalen Emissionen tatsächlich verschlimmert. Wo wir früher Aluminium mit Strom aus einer Mischung aus Kernkraft, Gas und Kohle geschmolzen haben, importieren wir jetzt unser Aluminium aus China, wo fast ausschließlich Strom aus Kohle hergestellt wird. Was noch schlimmer ist, die Schmelze in Anglesey hatte einen Vertrag über die Nutzung von mehr Strom, wenn die lokale Nachfrage gering war (nachts und am Wochenende). Die Kosten wurden für alle niedriger gehalten. Jetzt, wo die Schmelze weg ist, müssen die lokalen Verbraucher mehr für ihren Strom bezahlen, da die Generatoren weniger effizient genutzt werden.“

„Im Spätsommer dieses Jahres wurde viel Werbung gemacht, als 50% des britischen Stroms aus erneuerbaren Energien erzeugt wurde. Nur wenige Menschen haben erkannt, dass Strom nur 16% unseres gesamten Energieverbrauchs ausmacht, und es ist selbst im Parlament ein häufiger Fehler zu glauben, dass wir auf dem gesamten Energiebereich enorme Fortschritte erzielen. Die eigentliche Herausforderung ist in Abbildung 3 dargestellt, in der der Energieverbrauch für Brennstoffe, Heizung und Strom über einen Zeitraum von drei Jahren direkt verglichen wird. Aus dieser Abbildung ergeben sich drei markante Aspekte:

Abb. 3: UK Energiebedarf für Elektrizität, Wärme, Transport über drei Jahreszyklen.        Quelle: John Loughhead, BEIS

Erstens verbrauchen wir in Großbritannien doppelt so viel Energie für den Transport wie für Strom. Der Ersatz von Fossilenergie durch Elektrizität beschränkt sich auf wenige batteriebetriebene Fahrzeuge. Schiffe und Flugzeuge bleiben dabei außen vor. Beachtenswert, dass sich bei einer solchen Umwandlung (zahlenmäßig) von Transportkraftstoff in Elektrizität die Netzkapazität gegenüber dem heutigen Stand verdreifachen müsste.

Zweitens ist der größte Teil des heutigen Stromverbrauchs die Grundlast mit kleinen täglichen und saisonalen Schwankungen. Je mehr volatile Wind- und Sonnenenergie verwendet wird, desto mehr Backup-Kapazität muss für Nächte und Flauten-Zeiten oder beidem bereitstehen. Die Backup-Kapazität könnte auch für eine Erhöhung der Grundlasterzeugung genutzt werden und so zu größerer Rentabilität der Backup-Kapazität beitragen, die wegen des zeitlich begrenzten Bedarfs ohnehin nicht rentabel arbeiten kann.

Drittens ist die Wärmeerzeugung das eigentliche Problem. Heute geschieht die Erzeugung durch Gas, wobei die Gasströme zwischen Hochs im Winter und Tiefs im Sommer um den Faktor acht variieren. Wenn die Wärme zusammen mit dem Transport elektrifiziert werden soll, müsste die Netzkapazität von heute um den Faktor fünf bis sechs erweitert werden. Wie viele weitere Wind- und Solarparks würden wir wohl brauchen?“

Deutschland, so Kelly, wird oft als europäischer Marktführer bezeichnet. Über 800 Milliarden Euro wurden in die „Energiewende“ investiert. Wie auch in Großbritannien macht der Strom jedoch nur einen kleinen Teil des deutschen Energiebedarfs aus, und trotz der enormen Ausgaben stammt derzeit nur etwa ein Siebtel der gesamten Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen. In der Zwischenzeit waren die CO2-Emissionen in den letzten Jahren proportional geringer als in Großbritannien, auch weil Deutschland einen größeren Teil seiner industriellen Produktionsbasis beibehalten hat.

Deutschlands Führungsrolle im Bereich der erneuerbaren Energien hat vor allem die Schwierigkeiten beim Einsatz erneuerbarer Energien im Netz aufgezeigt. Die Erfolge erneuerbarer Energien werden normalerweise im Sommer gemeldet, wenn der Strombedarf am niedrigsten ist. Aber im Winter, wenn die Sonnenkollektoren mit Schnee bedeckt sind und es wochenlange Flauten gibt, erhält das deutsche Stromnetz nur sehr wenig Strom aus erneuerbaren Energien. In der Tat gab es im Winter 2016/7 zwei Zeiträume von jeweils zehn Tagen, in denen wenig oder keine erneuerbare Energie erzeugt wurde. Die deutsche Speicherkapazität – hauptsächlich Wasserkraft – war völlig unzureichend, um diesen Mangel zu beheben. Der Gesamtstromverbrauch betrug in beiden Zeiträumen das 800-fache der Pumpspeicherkapazität. Dies ist in Industrieländern nicht untypisch. Die gesamte Pumpspeicherkapazität in den USA würde das Netz drei Stunden lang versorgen, während der installierte Batteriespeicher es fünf Minuten lang betreiben könnte.

Für diese Energiepolitik haben die Verbraucher in Deutschland einen hohen Preis bezahlt. Ein Stromnetz mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien ist aufgrund der Volatilität und Unzuverlässigkeit von Wind- und Sonnenenergie zwangsläufig ineffizient. Die deutschen Strompreise gehören zu den höchsten der Welt.“

„Mir ist klar, dass wir für die gesamte Menschheit beim „Business as usual“ bleiben müssen, das sich immer auf den effizienten Einsatz von Energie und Materialien konzentriert hat. Während der Energiebedarf in großem Umfang weiter steigt, sind Projekte zur CO2-Einsparung unangemessen. Wenn sich erneuerbare Energien als unzureichend produktiv erweisen, sollte die Forschung auf wirklich neue Technologien konzentriert werden. Es ist bemerkenswert, dass die damaligen Windmühlen Europas innerhalb weniger Jahrzehnte nach der Verfügbarkeit der Watt-Dampfmaschine nicht mehr gefragt waren. Wir sollten diesen Prozess nicht umkehren, wenn sich die relativen Wirkungsgrade nicht geändert haben.“ [2]

„Wir müssen große Infrastrukturprojekte wie die Dekarbonisierung entschärfen. Sie sind zu ernst, um falsch zu liegen. Änderungen des menschlichen Lebensstils können größere und schnellere Auswirkungen haben: Sie könnten unseren Energieverbrauch ab morgen um 10% senken. Dieser Ansatz wäre jedoch nicht ohne Konsequenzen. Zum Beispiel könnten Fluggesellschaften zusammenbrechen, wenn Urlauber zu Hause bleiben oder gezwungen würden, zu Hause zu bleiben. Die Royal Society, die Royal Academy of Engineering und die Engineering Institutions sollten alle in der Klimadebatte die technische Integrität bewahren und die technischen Mythen eines schwedischen Teenagers nicht unangefochten lassen.“ [2]

 

[1] https://www.thegwpf.org/prof-michael-kelly-energy-policy-needs-herds-of-unicorns/

[2] Michael Kelly, „Energy Utopias and Engineering Reality”, https://www.thegwpf.org/content/uploads/2019/11/KellyWeb.pdf