Von Maciek Kos - Wir finanzieren mit unseren Gas-Importen Putins Krieg in der Ukraine. Was das Ganze mit der Energiewende zu tun hat und wie sie noch gelingen könnte, darum geht es in dieser Analyse.
Die vollständige CO2-Neutralität. Das ist, was Deutschland mit seiner Energiewende erreichen möchte. In diesen Tagen kommt ein weiteres schlagendes Argument für die Energiewende hinzu: Die Unabhängigkeit von russischem Gas. Ist diese ambitionierte Energiewende, der gleichzeitige Ausstieg aus Kohle, Öl und Gas jedoch nach dem aktuellen Stand der Technologie überhaupt möglich und die vielleicht wichtigere Frage: Kommt die Wende rechtzeitig, um gesetzte Klimaziele einzuhalten oder ist die Energiewende letztlich eine zwar schön klingende, aber so nicht umsetzbare utopische Fantasie?
Die Energiewende - was heißt das eigentlich?
Zuerst wäre es aber nötig zu erklären, was die Energiewende überhaupt umfasst. Klassisch wird damit die Stromversorgung gemeint, also weg von Kohle und Öl und hin zu CO2-neutralen Stromquellen. Den Stromsektor isoliert zu betrachten, liefert jedoch nicht das vollständige Bild. Auch andere Sektoren, die stark energieabhängig sind wie Mobilität, Transport, Wärme- und Industrieprozesse müssen dekarbonisiert werden. Diese Sektoren müssen, wenn wir sie CO2-neutral halten wollen, elektrifiziert werden - und kommt der Strom (wie etwa beim E-Auto in Deutschland) über weite Strecken aus Kohle oder Gas, ist trotz all der Subventionen für den Elektromotor nicht viel gewonnen.
Das wird in der Dokumentation "Mythos E-Auto" (planet e) eindrücklich an einer VW-Studie zum elektrischen ID3 Modell von VW sichtbar: Während der elektrische ID3, welcher mit dem europäischen Strommix geladen wird, nach 200.000km durchschnittlich für 27,9t CO2 verantwortlich ist, stößt ein mit dem deutschen Strommix geladener ID3 mit derselben Anzahl an Kilometern 33,7 t aus. Zum Vergleich: Ein Golf-Diesel von VW stieße bei 200.000km 32,1 t CO2 aus. Weniger als der ID3 mit dem deutschen Strommix. Dieses Beispiel zeigt, wie viel eigentlich von der Stromversorgung abhängt, zudem aber auch, wie vernetzt die ganzen Bereiche sind. Es zeigt, dass die CO2-Neutrale Energiegewinnung der zentrale Aspekt der Energiewende ist. Wir wollen uns also auf die Stromerzeugung fokussieren. Was für Optionen und Alternativen gibt es und was für Fortschritte wurden bereits in Deutschland in Richtung CO2-Neutralität gemacht?
Die Energieträger im Realitätscheck: Stärken und Schwächen
Doch erst einmal braucht man einen Überblick über die verschiedenen Energieträger, um nüchtern zu analysieren, was ihre vor und Nachteile sind. Wahrscheinlich sind die ersten Technologien, die einem einfallen, wenn man über die CO2-neutrale Stromerzeugung spricht, die erneuerbaren Energieträger, sprich Wind-, Solar- und Wasserkraft, sowie Geothermie und Biomasse bzw. Biogas. Alle diese Energieträger zeichnen sich durch ihre sehr geringen CO2-Emissionen aus. Das hat natürlich den Vorteil, dass wir mit ihnen in der Lage wären, unseren Strom mit einem so geringen CO2-Ausstoß wie möglich zu produzieren. Hinzu kommt auch, dass die Erneuerbaren theoretisch gesehen „unendlich“ bzw. schnell reproduzierbar sind und somit nicht von schwindenden Reserven betroffen sind. Auch sind die erneuerbaren Energieträger für Menschen sehr sicher, da sie selber keine direkte Bedrohung darstellen und auch keine Giftstoffe ausstoßen.
Sonne und Wind - unerschöpflich, sicher und emissionsarm
Aber die Erneuerbaren haben auch große Probleme: Die Biomasse braucht beispielsweise sehr viel Fläche, führt zu Monokulturen und konkurriert mit der Nahrungsmittelproduktion um wertvolles Land. Das wohl größte und problematischste für eine 100%ige Energieversorgung mit Wind und Sonne wiederum sind deren Unzuverlässigkeit und das Speicherproblem. Denn wie die Namen der Erneuerbaren bereits verraten, sind sie von den jeweiligen Bedingungen abhängig. Solarkraft von Sonne, Windenergie von Wind usw.. Das Problem ist, dass diese Bedingungen nicht immer gelten: Oft weht der Wind zu schwach, scheint die Sonne zu wenig, wenn man sie dringend braucht. Solche Dunkelflauten können sich über Tage, Wochen erstrecken und über Monate immer wieder vorkommen.
Sonne und Wind - unzuverlässig und flächenintensiv
In dem Beispiel oben haben wir einen Winterabend, an dem es bereits früh dunkel wird und dazu noch der Wind kaum weht, was heißt, dass diese Anlagen nur einen sehr kleinen Beitrag zur Energieversorgung in diesem Moment geleistet haben. Damit das Stromnetz also nicht ausfällt, sind „Backups“ nötig, also Reservekraftwerke. Bei uns in Deutschland wird die zuverlässige Energieversorgung durch Kohlekraftwerke als "Backups" gebildet. In Zukunft sollen das die emissionsärmeren Gaskraftwerke übernehmen. Diese stoßen aber auch noch verhältnismäßig viel CO2 aus und machen uns noch abhängiger von Putin.
Die Erneuerbaren haben zwar ein sehr großes Potenzial zur Energieproduktion haben, aber nur wenn die Wetterbedingungen zufällig gerade mit dem Strombedarf übereinstimmen (vgl. graue Balken Abbildung 1), dieses würde dann tatsächlich die Produktion aus den konventionellen Energieträgern übersteigen. Allerdings sind für die Elektrifizierung noch viel mehr Windräder und Sonnenkollektoren notwendig, wodurch der Rohstoff- und Flächenbedarf steigt. Außerdem: An anderen sonnigen, windigen Tagen liefern die Erneuerbaren hingegen viel zu viel Strom. Der Haken: Es muss immer genau so viel Strom eingespeist werden, wie gebraucht wird und zurzeit hat man bei weitem nicht genug Speicher und diese Technologie ist noch in einer relativ frühen Entwicklungsphase. Deshalb bleibt die Problematik bestehen, dass die Energiegewinnung aus den Erneuerbaren unverlässlich bleibt. Dies ist natürlich eine düstere Aussicht für eine 100%ige grüne Stromversorgung, doch welche Alternative hat man?
Es nützt nichts, um den heiße Brei herumzureden: Die Kernenergie im Check
Es nützt nichts um den heißen Brei herumzureden, es ist die Kernenergie. Diese Technologie bietet viele Chancen. Die Spaltung eines Kilogramms Uran setzt nämlich etwa so viel Energie frei wie die Verbrennung von etwa 3000t Steinkohle. Sie bietet also Unmengen an Energie mit äußerst geringem Einsatz. Zudem ist die Atomkraft zurzeit die CO2-ärmste aller Energiequellen (siehe Abbildung 2, unten). Doch erst letztens betonte die Bundesumweltministerin Lemke im Ersten, dass Deutschland in seiner Stellungnahme zur Frage, ob die Kernenergie durch die EU als nachhaltige Technologie eingestuft werden solle „ein klares Nein“ geben werde.
Warum wird diese Technologie aber so von Deutschland gemieden? Ausschlaggebend dafür ist die vom deutschen Bundestag am 30. Juni 2011 verabschiedete Entscheidung zum Atomausstieg, der die Atomkraftwerkkatastrophe in Fukushima zu Grunde liegt. Aber auch zuvor wurde 2002 das Atomgesetz geändert, welches, wie es auf der Seite des Bundesamts für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung zu lesen ist, die Laufzeit der Atomkraftwerke auf eine „regelmäßige Gesamtlaufzeit von ca. 32 Jahren“ beschränkte, zusätzlich ist noch der Neubau von Atomkraftwerken untersagt worden.
Die Risiken
Doch ist das richtig so? Das Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung beschreibt sie als „Hochrisikotechnologie“, das stimmt zu einem gewissen Grad auch. Das Risiko einer Nuklearkatastrophe besteht natürlich. Die Katastrophe im ukrainischen Tschernobyl hat die Gefahren gezeigt. Sie verstrahlten das Land in der Umgebung durch die Freisetzung von Radioaktivität, sodass große Bereiche dieses Landes lange unbewohnbar bleiben. Der Wissenschaftsjournalist Axel Bojanowski, welcher den Atomausstieg als „gravierende politische Fehlentscheidung“ bezeichnet, schreibt hingegen, dass neue Kernkraftwerke Niedrigrisiko-Technologien seien, weshalb alte Zwischenfälle wie diese nicht zur „Angstmache“ taugen würden. Bojanowskis Aussage belegen auch die Daten von Our World in Data.
Die Kernkraft ist zwar nicht die sicherste aller Energiequellen, würde aber viel weniger Leben als z.B. die Kohle einsparen. Erstaunlich: Die Kernenergie gehört zu den sichersten Energiequellen - Unfälle und Folgen eingerechnet. In der öffentlichen Debatte bleiben die vielen Todesfälle durch die Luftverschmutzung und Ausbeutung fossiler Energien offensichtlich weitgehend unberücksichtigt, während die Fallzahlen der Kernenergie als viel dramatischer angesehen werden. Immerhin handelt es sich hier um die besten Daten zu dem Thema.
Dennoch: Die Angst vor einem Unfall, gerade auch in diesen Kriegszeiten, sind mehr als verständlich. Werden wir jedoch bald auch zu 100% sichere Reaktoren haben? Hoffnung geben die sich in Forschung befindenden Kraftwerke der IV. Generation, wie der Flüssigsalzreaktor, der anstatt von Wasser, das in herkömmlichen Reaktoren genutzt wird, eine Salzschmelze zum Kühlen benutzt. Er sei effizienter und sicherer - so Forscher. An ihnen wird jedoch bereits seit den 1950ern in den USA geforscht, trotzdem ist kein solcher Reaktor bisher ans Netz angeschlossen worden.
Die Antwort bleibt also ungewiss, doch man behält es im Hinterkopf, dass Unfälle zurzeit immer noch passieren könnten. Doch nicht nur solche Ereignisse stellen ein Risiko für die Umwelt dar, sondern auch der Atommüll, der als Restprodukt der Reaktoren überbleibt. Zurzeit gibt es nämlich immer noch kein Endlager in Deutschland, dieses soll bis 2031 gefunden werden. Bis dahin muss der höchst radioaktive Abfall in Zwischenlagern abgestellt werden, je nachdem ob die Endlagerfindung überhaupt bis dann gelingt. Hinzu kommt noch, dass dieser Müll eine Million Jahre gelagert werden soll, ist dies überhaupt realistisch umsetzbar? Sollte man aber allein aus diesen Gründen die Kernkraft komplett ablehnen?
Die Chancen
Das ist natürlich ein hochpolitisches Thema, dessen Erklärung den Rahmen dieses Essays sprengen würde, doch sie bringt auch viele Chancen mit sich, die man nicht vergessen darf. Neben den bereits angesprochenen geringen CO2-Emissionen gibt es zusätzlich noch die höhere Leistung eines Kernkraftwerks, besonders was die dafür benötigte Fläche angeht. Ein Beispiel dafür ist das Kernkraftwerk Emsland, welches nach Informationen des Betreibers, RWE, eine Leistung von ca. 1400 MW habe, was jährlich elf Milliarden kWh entspreche. Das reiche für die Versorgung von 3,5 Millionen Haushalten. Im Vergleich dazu könne laut Berechnungen des NDR eine 40m2 Fläche an Photovoltaik einen Haushalt ein Jahr lang mit Strom versorgen. Rechnet man dies zusammen, so bekommt man für die 3,5 Millionen Haushalte eine benötigte Fläche von 140km an Photovoltaik. Dies entspricht in etwa der Fläche der Stadt Bonn. Atomkraftwerke sind also, was das angeht, viel leistungsstärker und flächenschonender als die Erneuerbaren. Hinzu kommt auch, dass ein Atomkraftwerk konstant, zuverlässig Strom liefert, was sich nicht über einige der Erneuerbaren sagen lässt. Man muss jedoch bedenken, dass all diese Technologien Kosten haben, wie sieht es aber hier im Vergleich aus?
Abbildung 3
Wie man der Abbildung 3 oben entnehmen kann, sind über die letzten Jahre die Kosten der Erneuerbaren stark gesunken. Sie liegen für den erzeugten Strom viel niedriger als bei der Kernkraft. Paradox erscheint an dieser Stelle jedoch eine beobachtbare Korrelation zwischen hohen Strompreisen und einem hohen Anteil an erneuerbaren Energieträgern im Strommix. Vergleicht man die durchschnittlichen Kosten pro kWh in Deutschland(~31,89 cent) und Frankreich(~18,5 cent) fällt einem auf, dass Frankreich viel geringere Strompreise hat, obwohl der Anteil an der teuren Nuklearkraft in Frankreich sehr hoch ist (https://ourworldindata.org/electricity-mix).
Dies scheint keinen Sinn zu ergeben, wenn die Erneuerbaren doch billiger seien. Was jedoch Gründe dafür sein könnten, sind Subventionen seitens Frankreichs bezüglich der Entwicklung der Atomkraft oder dass Abbildung 3 nur die Kosten der einzelnen Energieträger miteinbezieht, jedoch nicht die der für die Erneuerbaren nötigen Backups, was die Preise natürlich hochtreiben würden. Nicht anzuzweifeln sind jedoch die geringeren CO2 Emissionen Frankreichs, welche geringer als die deutschen sind. In Frankreich betrugen die pro Kopf Emissionen CO2 im Jahr 2018 4,62 Tonnen. In Deutschland waren es im selben Jahr 8,56 Tonnen CO2. Dieser Vergleich zeigt, dass die Kernkraft nicht nur auf dem Papier so gute Zahlen liefert. Anschaulich zeigt das die Webseite www.electricitymap.org, auf der man live und in Farbe überprüfen kann, wie klimafreundlich die Industrieländer ihren Strom produzieren. Hier ein aktuelles Beispiel.
Deutschland hat einen hohen CO-Ausstoß, in Frankreich sieht es hingegen anders aus.
In Deutschland haben wir im Vergleich zu Frankreich einen ziemlich fossillastigen Strommix, weil Kohle und Gas die Grundversorgung liefern müssen. Aus Abbildung 4 unten ist zu entnehmen, dass der Deutsche Strommix aktuell zu etwa 45% aus den Erneuerbaren, zu 10% aus Kernkraft und sonst aus Fossilen Energieträgern besteht. Wie bereits angesprochen, hat sich Deutschland dazu entschlossen, aus der Atomkraft auszusteigen, bis Ende 2022 sollen alle Kernkraftwerke in Deutschland abgeschaltet werden.
Abschließend kann man also sagen, dass Frankreich mit Kernenergie CO2-ärmer Strom erzeugt als Deutschland mit Sonnen- und Windenergie. Auch die Strompreise sind niedriger.
Kernenergie als zuverlässige und verhältnismäßig sichere Brückentechnologie
Heißt es also wir sollten aufhören die Erneuerbaren auszubauen und stattdessen überall Kernkraftwerke hin bauen? Natürlich nicht, das Ziel ist der Schutz der Umwelt, u.a. durch die Reduktion des CO2-Ausstoßes mit Hilfe der Energiewende. Zurzeit ist das nicht ausschließlich durch die Verwendung der Erneuerbaren möglich, sie sind einfach viel zu volatil, auch hier ist auf unzureichende Speichermöglichkeiten hinzuweisen. Optimal wäre also die Verwendung eines CO2-armen Backups. Die Lösung liegt hier also quasi auf der Hand. So könnte uns auch eine neue Generation von Kernreaktoren unabhängig vom russischen Gas machen, bei der Elektrifizierung des Verkehrs, des Wärme- und Industriesektors helfen, wofür es enormen Strombedarf gibt, und als Brückentechnologie dienen, bis wir effektive Speichertechnologien für die Erneuerbaren gefunden haben.
Die zumindest als Brückentechnologie geeignete Kernernergie ist aber keine Option mehr. Was will die Bundesregierung anstatt dessen tun? Sie setzt auf Erdgas, zwar der „mildeste“ der fossilen Energieträger, was den CO2-Ausstoß betrifft, es ist aber trotzdem auf keiner Weise mit den Emissionen der Kernkraft zu vergleichen.
Putins Kriegskasse leeren
Neben dieser „Klimaironie“ würden wir uns dazu in politische Abhängigkeiten hineinbegeben. Der Hauptexporteur von Gas ist nämlich Russland, das, wie es an Ereignissen in z.B. der Ukraine oder Belarus zu sehen ist, probiert seinen Einfluss in Europa zu erweitern und uns zu erpressen. Wir müssen dem Kriegstreiben recht hilflos zuschauen und können nicht so leicht auf russisches Gas verzichten, mit dem Putin seinen Krieg finanziert. Zwar soll Deutschland das Gas nur bis zur Versorgungssicherheit durch Erneuerbare Energien genutzt werden und die Kraftwerke sollen so gebaut sein, dass sie dann ganz einfach auf die Nutzung mit Wasserstoff umgestellt werden können, doch bis das geschieht, bedarf es auch der Energiespeicher.
Es ist erneut zu betonen, dass sie noch nicht ausreichend und in einer effizienten Form vorhanden sind und niemand sagen kann, wann diese kommen sollen. Die Bundesregierung will also eine grüne, CO2-neutrale Energieversorgung schaffen, indem sie noch jahrelang die Umwelt mit CO2 verpestet, bis die Kapazitäten an Erneuerbaren so weit entwickelt sind, dass sie komplett auf diese umsteigen können? Wenn man darüber nachdenkt erweist sich diese Lösung als nicht besonders sinnvoll, das CO2 wird nämlich nicht aus der Luft verschwinden. Handeln ist jetzt angesagt. Ich halte es im Endeffekt für die optimalste Lösung, einen Mix aus sowohl Kern- als auch erneuerbarer Energie zu schaffen, zumindest die Kernenergie als Brückentechnologie zu nutzen, bis die Energiespeicher für die Erneuerbaren vorhanden sind.
Es ist sinnlos an den Energien festzuhalten, die bereits seit Jahren nachweislich die Umwelt zerstören. Der Kohle-, Gas- und Ölausstieg hätte vor dem Ausstieg aus der Kernenergie kommen sollen. Denn am Ende hängt nicht nur die Versorgung der deutschen Haushalte und des Mobilitätssektors von der Energiewende ab, sondern der zentrale Aspekt ist die CO2-Neutralität aufgrund ihrer globalen Bedeutung für das Klima. Ein Problem solcher Bedeutung sollte man nicht mit einem Tunnelblick angehen, man sollte sich alle zur Verfügung stehenden Hilfsmittel zu Nutzen machen und mit einander kombinieren. Nur so kann die tatsächliche Energiewende effektiv und rapide genug gelingen.
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Quellen:
ZDF, planet e, „Mythos Elektroauto“ (https://www.zdf.de/dokumentation/planet-e/planet-e-mythos-elektroauto-100.html)
Umweltbundesamt, „Biogasanlagen“, https://www.umweltbundesamt.de/themen/wirtschaft-konsum/industriebranchen/biogasanlagen#umweltprobleme-bei-der-produktion-von-biogas
Bojanowski, Axel;Unsleber, Steffi, „Sollten wir wieder Kernkraftwerke bauen?“ https://www.welt.de/debatte/kommentare/article227838387/Klimawandel-Sollten-wir-wieder-Atomkraftwerke-bauen.html
Spiegel, „Lemke kündigt „klares Nein“ gegen EU-Vorschlag zur Atomkraft an“, https://www.spiegel.de/wirtschaft/taxonomie-lemke-kuendigt-nein-gegen-eu-vorschlag-zur-atomkraft-an-a-2ae052f5-6c42-44da-964b-c5667fd86fa9
Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung, https://www.base.bund.de/DE/themen/kt/ausstieg-atomkraft/ausstieg_node.html
7. Kurzgesagt, 3 Argumente gegen die Atomkraft, https://www.youtube.com/watch?v=V3OrmIuN_QQ
Bundesgesellschaft für Endlagersuche, Endlagersuche, https://www.bge.de/de/endlagersuche/
RWE, Kernkraftwerk Emsland, https://www.rwe.com/unser-portfolio-leistungen/betriebsstandorte-finden/kernkraftwerk-emsland
NDR, „Watt? Das leisten Kernkraftwerke im Vergleich“, https://www.ndr.de/nachrichten/info/Watt-Das-leisten-die-Anlagen-im-Vergleich,watt250.html
Bundesregierung, „energiewende im Überblick“, https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/energiewende/energiewende-im-ueberblick-229564
Koalitionsvertrag Bundesregierung, „Mehr Fortschritt wagen“, S.58, https://www.spd.de/fileadmin/Dokumente/Koalitionsvertrag/Koalitionsvertrag_2021-2025.pdf
Phillip Hummel, „Kernkraftwerke der Zukunft“, https://www.spektrum.de/news/kernkraftwerke-der-zukunft/1527265
Abbildungen:
1. Our World in Data, „What are the safest and cleanest sources of energy?“, https://ourworldindata.org/safest-sources-of-energy
2. ElectricityMap, Stand 10.01.22 17:00, https://app.electricitymap.org/zone/DE
3.Our World in Data, „Why did renewables become so cheap so fast?“, https://ourworldindata.org/cheap-renewables-growth
4.Our World in Data, „ Electricity production by source, Germany; https://ourworldindata.org/grapher/electricity-prod-source-stacked?country=~DEU