Energie 12.01.2007, 19:26 Uhr

Was tragen erneuerbare Energien zur Stromproduktion bei?  

VDI nachrichten, Erlangen, 12. 1. 07, mg – Der weltweite Strombedarf steigt bis 2020 um 60 % an. Welche Kraftwerke werden gebaut, um den enormen Bedarf für den Altanlagenersatz und Zubau zu decken? Regenerative Energien kommen dafür nur begrenzt zum Zuge, die Nutzung aller möglichen Energietechnologien ist nötig. Davon ist der Energieexperte Prof. Klaus Riedle überzeugt, wie er nachfolgend darlegt.

Medien haben in den letzten Monaten sehr positiv über die regenerativen Energien zur weltweiten Stromerzeugung berichtet. Man freut sich über den wachsenden Beitrag aus diesen erneuerbaren Energiequellen und die guten Aussichten für die beteiligten Firmen. Als Fachmann ist man jedoch sehr verwundert, dass damit oft der Eindruck erweckt wird, mit den Regenerativen allein das drängende Problem der weltweiten Stromversorgung lösen zu können und dass die dort neu geschaffenen Arbeitsplätze ohne Subventionen lebensfähig wären.

Im Jahre 2005 haben alle regenerativen Energiequellen zusammen ca. 3400 TWh/a, d. h. 18,7 % zur weltweiten Stromerzeugung beigetragen. Rechnet man die Wasserkraft heraus, d. h. reduziert auf die geförderten sonstigen Regenerativen dann lag der Beitrag bei ca. 2,2 % bzw. 400 TWh/a. Der Anteil darin von Windanlagen ist 28,1 %, von Photovoltaik 1,2 % und 35,9 % für Biomasseanlagen. Ein Vergleich mit den entsprechenden Werten aus 2000 zeigt eine beeindruckende Steigerung um über 55 % für alle regenerativen Strombeiträge zusammen, für Wind um den Faktor 3,7 und für Photovoltaik sogar um den Faktor 5.

Im Rahmen dieses geförderten Ausbaus wurden weltweit große Fertigungskapazitäten aufgebaut, z. B. 11,5 GW/a für Wind und ca. 1 GW/a für Photovoltaik. Ein merklicher Teil davon liegt in Deutschland, ca. 90 000 Arbeitsplätze werden zurzeit für Wind und Photovoltaik genannt, aber auch der Export dieser Anlagen lebt von den Subventionen in den Abnehmerländern. Nach den verschiedensten Vorhersagen steigt der weltweite Strombedarf bis 2020 um etwa 60 % an, bis 2030 wird von einer Verdoppelung ausgegangen, d. h. der jährlich benötigte Zuwachs ist das 1,8fache des oben genannten Beitrages der sonstigen Regenerativen im Jahr 2005. Die Ursache ist nicht so sehr die Zunahme der Weltbevölkerung, sondern der Wunsch der Schwellen- und Entwicklungsländer in ihrer Wirtschaftskraft und daher im Stromverbrauch pro Kopf zu den Industrieländern aufzuschließen.

Der dafür erforderliche Zubau von Kraftwerken wird noch durch zwei weitere Faktoren erhöht. Ein Großteil der Kraftwerke in den Industrieländern wurde kurz nach dem Kriege gebaut und ist damit heute unwirtschaftlich und könnte durch effizientere Kraftwerke ersetzt werden. Der staatliche Wunsch, den Anteil regenerativer Energien zu steigern, erhöht den Zubaubedarf nochmals, da zur Ernte der gleichen Strommenge die drei- bis achtfache Kapazität an regenerativen Kraftwerken zugebaut und obendrein eine entsprechende konventionelle Kapazität zur Netzstützung vorgehalten werden muss.

Die spannende Frage lautet nun, welche Kraftwerke werden weltweit gebaut, um den absehbaren Bedarf für Ersatz und Zubau von etwa 3000 GW bis 2020 zu bedienen (zum Vergleich: Die heute weltweit installierte Kapazität liegt etwa bei 4400 GW). Bei so langlebigen Wirtschaftsgütern wie Kraftwerke mit einer Lebensdauer von 40 Jahren spielen viele Faktoren eine wichtige Rolle, wie Zielvorstellungen der Politik, Verfügbarkeit und Preise von Primärenergieträgern etc. Schon vor einem Jahr habe ich dafür ein Bild mit Szenarien für unterschiedliche Brennstoffpreise, ausgedrückt durch einen Rohölpreis von 30 $, 50 $ und 100 $ pro Barrel, verwendet. Die drei Säulen zeigen die erwarteten Anteile der Kraftwerksneubauten für die Jahre 2011 bis 2020. Für das Referenzszenario mit einem Ölpreis von 50 $/Barrel ergeben sich Anteile von etwa 14 % Wasserkraft, 7 % nuklear, 30 % Kohle (darin 3 % Kohlevergasung), 37 % gasbefeuerte Kraftwerke, 11 % für die Windkraft und 4 % für weitere Regenerative wie Solar, Geothermie und Biomasse.

Die drastischen Veränderungen in den Ölpreisen, wie sie für die beiden anderen Szenarien unterstellt werden, verändern vor allen Dingen den Anteil an gasbefeuerten Kraftwerken. So steigt bei einem unterstellten Ölpreis von 100 $/Barrel der Anteil der Kohlekraftwerke einschließlich Vergasung auf 43 %, was den Rückgang der gasbefeuerten Anlagen nur zum Teil auffängt. Die verbleibende Differenz wird durch eine Zunahme der Kernkraftwerke um 5 Prozentpunkte, der Windkraft um 3 und von Wasserkraft um 2 Prozentpunkte aufgefangen. Eine gesteigerte Produktion von Biomasse dürfte eher zur Bereitstellung von Treibstoff und Wärme genutzt werden und steht damit kaum zur Stromerzeugung zur Verfügung. Bemerkenswert an diesen Szenarien bleibt jedoch, dass in jedem Fall die fossil befeuerten Kraftwerke zwischen 60 % und 70 % des Zubaus darstellen.

Für manche mag dies eine Überraschung darstellen, aber dies ist kein Widerspruch zum oben genannten Ausbau der Regenerativen, sondern rückt nur deren Beitrag zurecht. Die 11 % bzw. 14 % für die Windkraft, was etwa 25 000 MW Zubau pro Jahr entspräche, übersteigen die oben genannte Kapazität für Windenergie des Jahres 2005 um den Faktor 2 bis 3.

Eine wettbewerbsfähige Stromversorgung muss immer gleichzeitig drei Kriterien erfüllen, sie soll umweltfreundlich, zuverlässig und wirtschaftlich sein. Langfristig darf kein Kriterium zu Lasten der anderen bevorzugt werden. Bei der Umweltbelastung ist festzuhalten, dass die weltweite Bereitstellung dieser großen Strommengen in jedem Fall einen starken anthropogenen Eingriff in die Natur erfordert. Bei den fossil befeuerten Kraftwerken sind es die großen Massenströme der Versorgung und Entsorgung, die, mit Ausnahme der erzeugten CO2-Ströme, heute nachhaltig gestaltet werden können. Welcher Anteil der beobachteten Klimaveränderung auf das anthropogene CO2 zurückgeht, wird heftig diskutiert. Die regenerativen Verfahren leiden unter der geringen Energiedichte, die zu großen Sammeleinrichtungen mit Verbrauch an Baumaterial und Landschaft führt, und unter dem nicht planbaren Anfall, was Reservekapazitäten erforderlich macht.

Konventionelle Kraftwerke sind sehr zuverlässig, ihr Risiko liegt in der Brennstoffversorgung. Kohle ist aufgrund der nationalen Vorkommen und des weltweiten Handels sicher verfügbar. Um beim Gas weitere Märkte zu erschließen, müssen ausreichende Kapazitäten für Flüssiggas (LNG) bereitgestellt werden. Auch die Versorgung der Kernkraftwerke mit Uran kann aufgrund der weit gestreuten Lagerstätten und der Anreicherungsanlagen weltweit sicher kontrahiert werden. Bei den Regenerativen ist die zeitlich nicht planbare Stromerzeugung das größte Problem, insbesondere wenn hohe Anteile der Windkraft aus Küstenstandorten stoßartig in die Fläche verteilt werden und bei deren Ausfall minutenschnell durch andere Kraftwerke ersetzt werden müssen. Wie empfindlich die Bevölkerung und die Wirtschaft in Europa auf Einbrüche in der Stromversorgung reagiert, hat wieder der Ausfall der Stromversorgung für eine halbe Stunde am 4. November 2006 gezeigt.

Die folgenden Anmerkungen gelten für Deutschland, können aber weitgehend auf andere Länder übertragen werden. Die Zielsetzung der deutschen Bundesregierung, bis 2020 den Beitrag der Regenerativen auf 20 % zu verdoppeln, bedeutet, dass über 40 % der installierten Kapazität Windkraftwerke sein werden, was die Herausforderung einer gesicherten Stromversorgung für die Netze und für positive wie negative Regelleistung drastisch erhöht. Bei Windkraft sind selbst in einem weit verteilten Netz derzeit nur 5 % der installierten Kapazität als Grundlast verfügbar, d. h. 95 % müssen als Reserve bereitgehalten werden.

Zur Wirtschaftlichkeit geben die deutschen Betreiber zurzeit folgende Erzeugungskosten an: 3 Cent/kWh bis 5 Cent/kWh für fossil befeuerte Kraftwerke, für Wasser- und für Kernkraftwerke. Die Kosten für Wind liegen standortabhängig bei 7 Cent/kWh bis 12 Cent/kWh, für Photovoltaik über 50 Cent/kWh, was auch der entsprechenden Subventionshöhe des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) entspricht. Der weitere Ausbau der sonstigen Regenerativen hängt also davon ab, inwieweit die verschiedenen Volkswirtschaften die zusätzlichen Belastungen tragen können bzw. im Wettbewerb um attraktive Arbeitsplätze im Land tragen wollen. Wenn die Vertreter der Windenergie von 65 000 Arbeitsplätzen und die der Photovoltaik von 25 000 Arbeitsplätzen sprechen, muss dies in Relation zu einer Subvention von etwa 4,2 Mrd. € (einschließlich Biomasse) im Jahr 2005 gesehen werden, d. h. jeder dieser Arbeitsplätze wird mit über 30 000 € jährlich subventioniert. Rechnet man die heutigen Subventionen auf den geplanten Ausbau bis 2020 hoch stiegen sie auf ca. 8. Mrd. € im Jahr. Dagegen nehmen sich die Subventionen für die Steinkohle von 2,5 Mrd. € pro Jahr in Deutschland bescheiden aus.

In einem friedlichen Miteinander muss das Streben aller Länder um Wirtschaftskraft und Wohlstand und der resultierende Anstieg des Stromverbrauches akzeptiert werden. Umso wichtiger werden die drei Ansprüche an eine nachhaltige Stromversorgung, nämlich umweltfreundlich, sicher und wirtschaftlich zu sein. Diese Herausforderung ist weltweit so dramatisch, dass nur eine Nutzung aller Technologien diesen Bedarf heute und morgen sicherstellen kann. Ein missionarisches Gegeneinander der verschiedenen Technologien, wie verschiedentlich gepredigt, vernebelt die Zwänge einer sicheren Energieversorgung.

Gerade für einen Industriestandort wie Deutschland ist es erforderlich, alle Technologien, seien es konventionelle, regenerative, Kernspaltung und Kernfusion, in der Entwicklung voranzutreiben, da wir die Stromversorgung des Jahres 2100 mit unserem heutigen Wissen nicht vorhersagen können. Und selbst wenn wir dann vielleicht fast ausschließlich von regenerativen Energien leben könnten, dürfen wir heute unsere Wirtschaft im Kampf um wettbewerbsfähige, nichtsubventionierte Arbeitsplätze im Lande nicht zu sehr belasten. KLAUS RIEDLE

Von Klaus Riedle
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