Die Energiewende
Wir werden in den nächsten Monaten noch viel über Klima und Klimamaßnahmen sprechen, daher wollen wir uns kurz die Zeit nehmen, um die wichtigsten Fakten und Größenordnungen herunterzubrechen, auch um unsere LeserInnen für die kommenden Ansagen der Die Grünen zu sensibilisieren und dem zweifellos bald einsetzenden Bullshit-Karussell der Volkspartei zu immunisieren.
Dass wir eine Energiewende brauchen, sollte mittlerweile allen halbwegs klar sein. Warum werden wir hier jetzt nicht mehr klären. Bitte ins 21. Jhd aufschließen. Wie das aber konkret gelingen und was als sog. Brückentechnologie herhalten kann, ist oft Zustand recht aufgeregter Diskussionen. Schauen wir uns das also schrittweise an.
Der Primärenergie-Mix
Als Primärenergie sind alle Energieträger zusammen gefasst, die direkt verwendet / aufgebraucht werden, um damit etwas in Bewegung zu versetzen, zu erhitzen oder etwas zu erzeugen. Der Primärenergie-Mix beschreibt die Gesamtheit aller in einem Staat verbrauchten Energiemengen nach Sorte, also alles von Kernenergie, über fossile bis zu erneuerbaren Energieträgern. Der Primärenergie-Mix ist also der Gradmesser nach der eine ökologisch verträgliche Wirtschaft im Rahmen der Energiewende betrachtet werden muss. [1]
Wenn wir von einer nahezu (85% emissionsfreien) entkarbonisierten Wirtschaft im Jahr 2050 ausgehen, um die Klimaziele so halbwegs zu erreichen, sieht die Lage hier durchaus düster aus. Der Anteil fossiler Energieträger am Primärenergie-Mix der größten Volkswirtschaft der EU, Deutschland, beträgt aktuell zB 79%. Das ist heftig.
Einerseits verantwortlich dafür ist natürlich der Verkehr, der fast ausschließlich über Erdöl abgewickelt wird, andererseits auch an der Stromerzeugung, die in Deutschland noch zu 45% aus fossilen Brennstoffen und hier vor allem Braunkohle gedeckt wird. Die vermeintlich fortschrittlichste Volkswirtschaft Europas deckt ihren Energiehunger also fast zur Hälfte mit einer Technologie die hundertfünfzig Jahre alt ist. [2,3]
In Österreich sieht es ein wenig besser aus. Hier stammen „nur“ 68,9% des Primärenergiebedarfs aus fossilen Quellen, wobei auch hier der Verkehr wieder die größte Hürde darstellst. Der niedrigere Wert im Vergleich zu Deutschland ist vor allem durch den hohen Anteil von Wasserkraft bei der Stromerzeugung und die doch sehr häufige Verwendung (16,8%!) von Heizsystemen auf Basis von Holz zu erklären. Damit liegen wir auch im EU-Vergleich tatsächlich im Spitzenfeld. Besser schneidet zB noch Frankreich ab, das allerdings 43% des Energiebedarfs, also fast ¾ des gesamten Stroms, nur durch Kernenergie deckt. [4,5]
Wir halten also fest. Ziel des Pariser Klimaabkommens ist eine Stabilisierung der Erderwärmung auf deutlich unter 2° Celsius. Grund für gerade diese Zahl sind die sog. Kippeffekte, also Effekte, die durch ihr Entstehen die Erderwärmung noch befeuern, etwa das Auftauen der Permafrostböden, die derzeit riesige Mengen Methan binden. Entsprechende abgeleitete Maßnahmen sehen die Reduktion der CO2-Emmissionen bis 2050 auf maximal 15% am Primärenergie-Mix vor. Davon sind wir in allen Staaten der EU im Jahr 2019 noch sehr, sehr weit entfernt. [6,7]
Der größte Brocken: Verkehr
Mit 34,6% ist der Verkehr mit Abstand der größte Verbraucher am heimischen Primärmarkt und es ist auch der heikelste. Kann man Industrieanlagen noch relativ einfach umrüsten, braucht es beim Verkehr massive Eingriffe in die gesamte Infrastruktur und klare Anreize für Menschen und Familien auch in neue Technologien zu investieren. So eine Umstellung ist nicht einfach zu bewerkstelligen, insbesondere wenn sie eine ganz neue Infrastruktur voraussetzt, die natürlich nur bei entsprechenden Abnehmern überhaupt erst rentabel sein kann, also eine Henne-Ei-Situation.
Die aktuelle Haltung der Regierungspartei in Österreich dazu ist: Man werde umfassend in Wasserstoff investieren. Der H-PKW soll bis 2025 Realität auf Österreichs Straßen und eine flächendeckende Tank-Infrastruktur aufgebaut werden. [8]
Nun, das ist natürlich Blödsinn, so klar muss man das sagen. Einerseits ist das technisch gar nicht machbar, andererseits ist das klimatechnisch auch völliger Irrsinn. Es muss vermutet werden, dass der Volkspartei da, angestachelt von OMV und Kurz’ens Besuch in Kalifornien, die Pferde etwas durchgegangen sind.
In 6 Jahren werden wir weder ganz Österreich umgraben, noch auch nur jeder 10ten Familie einen neuen PKW aufs Auge drücken. Zudem ergeben sich dadurch noch ganz andere Probleme, wie Bastifantasti wissen hätte können, wenn er in Kalifornien auch mit einfachen Besitzern von solchen PKWs Rücksprache gehalten hätte. [ 9 Leseempfehlung!]
Vom umwelttechnischen Aspekt ist klar, dass sowohl H-Autos sowie Elektroautos den heutigen Verbrennungsmotoren, und zwar egal welcher Bauart, überlegen sind. Selbst der größte SUV-Wasserstoffpanzer hinterlässt einen geringeren ökologischen Fußabdruck als der Mittelklasse-Hybrid-Diesel. [10]
Es gibt aber drei Dinge, die eindeutig gegen das Wasserstoffauto sprechen. Erstens der sehr überschaubare Wirkungsgrad von ~14%. Das ist mit Abstand der schlechteste Wirkungsgrad aller Antriebsformen, noch schlechter als der einer mit Kohle betriebenen Dampflok.
Zweitens der beträchtliche Aufwand für die Umrüstung der Tankanlagen, den aktuell kaum jemand belastbar beziffern kann und drittens das Handling. Wasserstoff ist als Stoff relativ schwer in praktikable Formen zu verbringen, da es einerseits hochentzündlich ist und andererseits äußerst flüchtig. Das führt zu einer ganzen Reihe an Maßnahmen, die für einen sicheren Betrieb nötig sind, aber das Leben der Menschen doch mitunter beträchtlich erschweren.
Es ist natürlich wünschenswert, wenn ein Auto 20min steht, weil der Befüllungshahn am Tank festgefroren ist, aber die Bereitschaft sich von solchen Macken den Alltag diktieren zu lassen, ist doch sehr überschaubar. Aktuell verschenkt man in Teilen der USA schon Wasserstoffautos und trotzdem will sie niemand, aus genau diesen Gründen. [9]
Nach aktuellem Stand der Wissenschaft ist damit das Elektroauto das Mittel der Wahl. Es ist deutlich effizienter (Wirkungsgrad 70-99%), die bestehende Infrastruktur ist ausreichend, der Produktionsaufwand ist deutlich geringer (~200 Bauteile Vs 3800), der ökologische Fußabdruck summa summarum am geringsten und es bieten sich interessante Möglichkeiten der Einbindung in das Stromnetz, dazu später noch mehr. [10,11]
Natürlich gibt es auch Probleme mit dem E-Auto. Die Akkuherstellung ist dabei das größte. Die Energiedichte ist relativ gering, was sehr schwere Akkus notwendig macht, um entsprechende Reichweiten sicherzustellen. Die Gewinnung der seltenen Erden für die Erzeugung der Akkus erfolgt oft unter zweifelhaften Umständen. Da diese auf der Welt sehr ungleichmäßig verteilt sind, ergeben sich hier sogar geopolitische Problemstellungen. [12]
Alles in allem lassen aber Entwicklungen in der Akkutechnik, hier vor allem die Verbesserung der Energiedichte und der Ladezeiten auf weitere Vorteile hoffen. Nicht zuletzt werden auch enorme Summen in die großindustrielle Herstellung von Akkusystemen etwa durch Tesla in deren Gigafactories investiert, die vor allem den Preis sinken lassen sollen. Das ist auch bitter nötig.
Anteile am Energiemix und der Faktor Strom
Gern werden uns ja tolle Grafiken unter die Nase gehalten, wieviel Anteil am Strom-Mix nicht schon durch erneuerbare Energieträger gedeckt wird. Dass es hier Fortschritte gibt, ist auch nicht von der Hand zu weisen. Österreich deckt über 70% seines Strombedarfs durch erneuerbare Energieträger, damit sind wir in der EU auf Platz 1.
Blöd ist halt, dass der gesamte Strommarkt pro Jahr gerade mal 227 Petajoule ausmacht, wir aber 1380 Petajoule verbrauchen. Mit anderen Worten, wir decken deutlich weniger unseres tatsächlichen Energieaufwands mit Erneuerbaren als uns gern suggeriert wird. Nimmt man Strom, Heizung & Verkehr zusammen ist unser Deckungsgrad immerhin noch 33,5%, noch Platz 4 in der EU.
Wir erinnern uns, dieser Wert müsste in den nächsten 31 Jahren wenigstens 2,5x fachen. Satteln wir nun also den Verkehr auf E-Autos um, werden wir einen wesentlich größeren Anteil über Strom abdecken müssen.
So Daumen x Pi müsst unsere Stromerzeugung um 350 Petajoule anwachsen, das wäre fast eine Verdreifachung der heutigen Stromerzeugung in Österreich. Zum Vergleich von 2005 bis 2015 ist der Anteil an Erneuerbaren von knapp unter 300 PJ auf 400PJ angewachsen. Das ist sehr deutlich zu wenig. Zwar liegt man damit gerade noch am angestrebten Klimaziel, aber das liegt vor allem an der ohnehin günstigen topographischen Lage Österreichs und weniger an den dafür unternommenen Bemühungen. [4]
Selbstredend müssten auch unsere Stromnetze entsprechend umgebaut werden. Denn nicht nur die Menge an Strom wird sich stark erhöhen, und unsere Netze pfeifen mehr oder weniger aus den letzten Löchern, sondern auch die Art des Stroms. [13]
Während konventionelle Kraftwerke vor allem Grundlaststrom liefern, also große Mengen an Strom erzeugen, aber recht träge reagieren, liefern erneuerbare Energien vor allem volatilen Strom, also sehr schwankende Leistungen. Bei Photovoltaik bedingt durch den Tag/Nachtzyklus, bei Wind durch das Wetter und allgemein auch durch die Jahreszeit. Konkret heißt das, wir brauchen in unseren Netzen sehr viel mehr Speicherkapazität. Wir reden hier von einer Verhundert- bis Vertausendfachung der aktuellen Kapazität je nach Land. [14]
Glücklicherweise haben wir in Europa schon ein sehr ausgedehntes Speichernetz, allerdings nicht für Strom, sondern für Erdgas. In Österreich etwa befinden sich Erdgasspeicher mit einem Gesamtvolumen von 8,2 Mrd. m³, das entspricht einer Gesamtspeichermenge von 231 Petajoule. Damit wäre die Energiewende für Österreich fast ohne zusätzliche Maßnahme gemacht. [15]
Zwar werden lokale Lösungen in klassischer Akkuausführung jedenfalls notwendig werden, so werden Kommunen entsprechende Anlagen anlegen müssen, sollten sie in Erneuerbare investieren wollen, doch reichen solche Anlagen, oder auch das Anstecken des e-Autos am SmartGrid natürlich nur um kurzfristige Schwankungen auszugleichen, etwa auf Tagesbasis bis maximal einer Woche. Um auch im Winter genügend Energie in peto zu haben, werden wir am Ausbau der Power-To-Gas Technologie also nicht herum kommen.
Was das genau ist, könnt ihr gern im Wiki nachlesen. Das Konzept ist recht einfach. Man erzeugt mit überschüssiger Energie, die sonst vernichtet werden müsste, Wasserstoff und methanisiert den zu Methan, das sehr einfach zu speichern und in die bestehenden Gasnetze samt den riesigen unterirdischen Lagern eingespeist werden kann. Wirkungsgrade von 35-40% sind damit realisierbar, was nicht großartig aber akzeptabel ist. Der so nebenbei entstandene Wasserstoff wäre tatsächlich klimaneutral und könnte in den Hochöfen verheizt werden.[16]
Dieses Konzept bringt einige Vorteile. Erstens ist ein großer Teil der Infrastruktur dafür schon vorhanden. Zweitens sind auch die Endverbraucher besonders in Städten schon mit Gas vertraut. Drittens werden vor allem im Herbst enorme Leistungsüberschüsse von Windkraftanlagen erwirtschaftet, die aktuell einfach weggeschmissen werden müssen, ja sogar gegen Gebühr vernichtet werden müssen. Viertens können mit dem so erzeugten Gas auch Fahrzeuge dann emissionsneutral betrieben werden. Die Wiener Verkehrsbetriebe fahren etwa schon seit den 80ern mit Flüssiggas.
Leider gibt es auch einen beträchtlichen Nachteil. Methan ist ein deutlich schlimmeres Treibhausgas als CO2 und auch Methan ist flüchtig. Inwiefern also eine Umrüstung von PKWs klimatechnisch sinnvoll ist, wird derzeit noch diskutiert. Aktuell geht man davon aus, dass methanisiertes Gas vor allem Industrie, zum Heizen und in großen Fahrzeugflotten sinnvoll eingesetzt werden kann. Für den Otto Normalverbraucher wird sich das E-Fahrzeug durchsetzen. Wer hier noch mehr wissen mag, dem sei der Kanal von Volker Quaschning nahegelegt. Der bricht das alles nochmal nieder, geht auch auf Detailfragen ein und hilft auch mal, wenn die Panik grade wieder etwas zu groß wird. [17]
Und Atomstrom?
Wir haben nun also mal grob eingeordnet, wo wir in der Energiewende stehen, was es braucht, um diese Energiewende zu schaffen und wie eine Energieversorgung der nahen Zukunft realistischerweise aussehen kann. Wie sicher aufgefallen ist, kommt hier die Atomkraft nicht vor, dabei gilt doch sie vor allem als effizient (Verbrauch Boden / MW) und als weitgehend klimaneutral. Das stimmt auch.
Belastbare Zahlen für Österreich hab ich hier keine gefunden, also orientieren wir uns an denen von Deutschland. Dort wird mit einem Gesamtflächenbedarf von 3% der Fläche für Photovoltaik ausgegangen, um den gesamten Stromverbrauch zu decken. Rechnen wir das auf den Gesamtenergiebedarf um, landen wir in etwa bei ~18% der Gesamtfläche Österreichs. Das ist natürlich mal ne Nummer. [18]
Da erscheint es schon praktikabler Zwentendorf anzuwerfen.
Dagegen sprechen vor allem zwei Dinge, von den Umweltbedenken mal abgesehen. Erstens die technischen Faktoren, zweitens der Preis. Atommeiler erzeugen technisch bedingt Grundlaststrom. Zwar sind sie nicht völlig unflexibel, aber trotzdem laufen die Ansprüche eines Netzes für Atomstrom dem eines für alternative Stromerzeuger zuwider.
Natürliche Stromquellen muss man dann nützen, wenn es sie gibt. Ein Atomkraftwerk produziert aber fortlaufend. Das muss es auch, um die hohen Investitionen nur halbwegs zu decken. Das bedeutet aber, dass es in einem Netzverband aus Grundlastkraftwerken und Erneuerbaren einmal ein Überangebot, dann wieder eine Unterversorgung gibt. Das macht Preise volatil und Atomkraftwerke noch unrentabler.
Selbst in Ländern, die auf Atomstrom setzen, laufen diese mittlerweile kaum noch wirtschaftlich und müssen über Preis- und Abnahmegarantieren des Staates subventioniert werden. Von einer Verschärfung am Strommarkt in den nächsten Jahren und Jahrzehnten ist klar auszugehen.
Da Atomkraftwerke aber Langzeitinvestitionen darstellen (20 Jahre Minimum bei 10 Jahren Bauzeit), werden kaum noch welche gebaut. Wenn wir davon ausgehen, dass die Wende in 30 Jahren geschafft sein muss und der Preis für Strom aus Erneuerbaren weiter fällt, sind das keine rosigen Aussichten für Investoren. Nicht zuletzt sorgt dann noch der Widerstand aus der Bevölkerung für den Rest. Auch wenn es manche partout nicht wahr haben wollen, Atomstrom ist tot. [19,20]
Also was nun?
Die Wege zur Energiewende sind klar. Die Konzepte, die Daten & Fakten liegen vor, entsprechende Pläne sind ausgearbeitet. Woran es fehlt sind Investitionen und der Bereitschaft der Politik diese auch zu fördern. Leider liegen die Interessen der Politik hier noch woanders. Vor allem Großkonzerne wie die OMV haben großes Interesse daran, ihre Investitionen zu schützen. In Deutschland etwa geht nächstes Jahr allen Ernstes ein neues Kohlekraftwerk (Datteln IV) in Betrieb. Noch immer werden in der EU Kohlestrom und Atomkraft auf öffentlichen Geldern subventioniert. Sebastian Kurz schwafelt von der Wasserstoffnation Österreich und will das halbe Land umgraben.
Man muss sagen leider scheitert es wiedermal an der Politik, die die Zeichen der Zeit nicht erkennt. Die Lobbyisteninteressen schwerer wiegen lassen als wissenschaftliche Erkenntnisse. Die den Fortschritt nicht fördern, sondern sich mit aller Macht gegen ihn stemmen. Das ist übrigens keine billige Polemik. Jeremy Rifkin, er sollte euch ein Begriff sein, hat in seinem neuesten Werk die Fossilenergiewirtschaft als die größte Blase der Welt bezeichnet.
Kommt die Energiewende sind Investitionen von geschätzt 100 Trillionen Dollar wertlos. Wenn man dann noch daran denkt, dass die großen Gewinner nicht riesige Energiekonzerne sein werden, sondern Häuslebauer mit Photovoltaikanlagen, Kommunen mit E-Speichern und gemeinsamen Windkraftanlagen und Putin sich seine Öl- und Erdgasexporte an den Hut stecken kann, dann wird vielleicht kurz augenscheinlich, warum der Widerstand so groß und die Panik hinter vorgehaltener Hand so gewaltig ist.
Da wundert es dann auch nicht, dass sogar solche Flachpfeifen wie Schüssel & Gusenbauer für erkleckliche Beträge solchen Lobbyinteressen Vorschub leisten.
(d)
#ppat #piraten #energiewende #erneuerbare #windkraft #atomstrom #eauto #wasserstoff #lobbyismus
1 https://de.wikipedia.org/wiki/Prim%C3%A4renergie
2 https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/primaerenergieverbrauch
3 https://strom-report.de/strom/
4 https://www.bmnt.gv.at/dam/jcr:0e730011-73d9-456c-8e2b-589f0b3f83f2/Energie_in_OE2018_Barrierefrei.pdf
5 https://www.bpb.de/nachschlagen/zahlen-und-fakten/europa/75140/themengrafikenergiemix-nach-staaten
6 https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cbereinkommen_von_Paris
7 https://de.wikipedia.org/wiki/Klimaschutzplan_2050
8 https://science.orf.at/stories/2990858/
9 https://www.impala64.de/blog/tesla/2019/05/09/sind-wasserstoff-fahrzeuge-die-zukunft/#wirklichkeit
10 https://futurezone.at/science/wie-sinnvoll-wasserstoff-als-treibstoff-ist/400543094
11 https://futurezone.at/produkte/von-benzin-bis-wasserstoff-autoantriebe-im-vergleich/400010235
12 https://youtu.be/Z9nByKpkqsA
13 https://oesterreichsenergie.at/stromnetze.html
14 https://www.renewableenergyworld.com/2019/07/31/bnef-energy-storage-increase-122x-by-2040/
15 https://www.bmnt.gv.at/energie-bergbau/bergbau/mineralische-rohstoffe/Erdgasspeicher0.html
16 https://de.wikipedia.org/wiki/Power-to-Gas
17 https://youtu.be/jK8pKtsgCxk
18 https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/studies/aktuelle-fakten-zur-photovoltaik-in-deutschland.pdf
19 https://www.dw.com/de/wind-sonne-g%C3%BCnstiger-als-kohle-atom/a-16232176
20 https://www.republik.ch/2019/11/12/atomkraft-eine-alte-neue-hoffnung
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