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Energie-Baustellen

Fünf Probleme für die kommenden 20 Jahre und wie wir sie anpacken können. Autor: Hermann-Josef Wagner

PROBLEM NR. 1:

Auch beim Energieverbrauch vergrößert sich die Kluft zwischen Arm und Reich

6,2 Milliarden Menschen leben derzeit auf der Welt. In 20 Jahren werden es nach den Erwartungen der Vereinten Nationen 8,5 Milliarden Menschen sein. Die Hälfte der Energie wird von den 20 Prozent der Menschen verbraucht, die in den Industrieländern leben. Die Schwellenländer setzen auf Industrialisierung und fragen mehr Energie nach. Die Preise steigen. Als wichtigste Energieträger werden Öl und Erdgas in harter Währung weltweit gehandelt. Den armen Entwicklungsländern, beispielsweise in Afrika, fehlen die Devisen, um die höheren Energiepreise zu zahlen. Hier sind die Industrieländer gefragt. Sie müssen nicht nur ihre eigenen Einsparpotentiale nutzen, sondern mit ihrem Forschungs- und Entwicklungspotential auch effiziente Energieumwandlungstechniken zur Reife bringen und neue Energieressourcen wie erneuerbare Energien und unkonventionelle Energieträger erschließen.

Weltweit sind 440 Kernkraftwerke in Betrieb. Sie tragen mit 16 Prozent zur Stromerzeugung bei. Die Haltung der Menschen und der Länder gegenüber der weiteren Nutzung der Kernenergie ist unterschiedlich. Einige Länder wie Frankreich, Finnland, Indien und China setzen bewusst auf den weiteren Ausbau der Kernenergie. Andere Länder wie Italien oder Österreich verzichten ganz auf ihre Nutzung. Eine weitere Ländergruppe, zu der auch Deutschland gehört, will die Kernenergie nur noch in einer Übergangszeit nutzen und zugleich die Klimagasemissionen senken. Das ist nur möglich bei effizienterer Energienutzung und bei forcierter Markteinführung erneuerbarer Energien.

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Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in Sachen Kernenergie haben mit dem neuen Europäischen Druckwasserreaktor (EPR), der zur Zeit in Finnland gebaut wird, zu einer neuen Dimension in der Sicherheitsphilosophie geführt. Die Anlage ist so ausgelegt, dass auch die Folgen einer Kernschmelze technisch beherrscht werden. Die Frage stellt sich, ob die Akzeptanz der Kerntechnik dadurch zunimmt. Der sichere Betrieb von kerntechnischen Anlagen ist nicht nur eine nationale Frage. Eine einvernehmliche Bewertung dieser Energiequelle durch die internationale Staatengemeinschaft ist ebenso notwendig wie die schnelle Umsetzung eines Endlagerkonzeptes für abgebrannte Brennelemente in Deutschland. PROBLEM NR. 3:

Ein zentrales Problem jeglicher Energieversorgung ist die Speicherung von Energie. Mit Ausnahme der indirekten Speicherung von Elektrizität über Pumpspeicherkraftwerke stehen keine Speicher zur Verfügung, die Elektrizität in energiewirtschaftlichen Dimensionen über längere Zeiträume speichern können. Experimentiert wird im mit supraleitenden Spulen, mit Schwungrädern und mit großen Batterieanlagen. Wärme kann in gut isolierten Speichern in Form von warmem Wasser oder Chemikalien sowie in Kies gespeichert werden. Allen diesen Möglichkeiten gemeinsam ist, dass sie nur für die kurzzeitige Speicherung geeignet sind.

Je mehr Wind- und Sonnenenergie genutzt wird umso dringender wird die Speicherfrage. Gelänge es, zukünftig neue Wege der Speicherung zu finden, insbesondere im Bereich von Wärme, könnte die Energieversorgung in vielen Ländern umstrukturiert werden. Man könnte seine Wärme für den Winter im Tankwagen in einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage abholen, Solaranlagen wären in der Lage, bei Überdimensionierung im Sommer die Wärme für den Winter zu produzieren. Windanlagen könnten ihre Elektrizität über die Speicheranlagen dann ins Netz geben, wenn der Stromverbraucher die elektrische Energie benötigt.

Leider ist die Realisierung einer wirtschaftlich vertretbaren Energiespeicherung über längere Zeiträume noch in weiter Ferne. Es bedarf hier intensiver Forschungsanstrengungen.

Die bisherige weltweite Energieversorgung beruht wesentlich auf Erdöl, das zu Preisen unter 20 Dollar pro Barrel, also etwa elf Eurocent pro Liter Rohöl, gewonnen wird. Hinzukommen Transport- und Verarbeitungskosten, so dass das Produkt für unter 20 Cent pro Liter für den Verbraucher bereitgestellt wird. Die Marktpreise lagen im Jahr 2006, ohne alle staatlichen Aufschläge, bei etwa 50 Cent pro Liter. Das sind die Konditionen, unter denen die Welt die billigen Vorräte an Energie bislang nutzen konnte.

Die verbleibenden Energiereserven werden zu heutigen Energiepreisen gefördert und vermarktet. Hinzu kommen diejenigen Energieträger, die man als Ressourcen bezeichnet: Sie können entweder nur zu wesentlich höheren Kosten als die gängigen Marktpreise gefördert werden, oder aber ihre Förderung ist technisch noch nicht möglich. Die oft publizierten Zahlen für die Reichweite von Energieträgern, beispielsweise 40 Jahre für Erdöl und 60 Jahre für Erdgas sind das Verhältnis zwischen den bekannten Reserven und dem Verbrauch in einem bestimmten Jahr. Beides kann sich ändern. Steigt der Preis und werden weitere technische Möglichkeiten zur Förderung entwickelt, werden Ressourcen zu Reserven. Bei Förderkosten im Bereich von 20 bis 40 Dollar pro Barrel, also bei einer Verdopplung gegenüber den heutigen Förderkosten, ist nochmals ein Mehrfaches an Energievorräten vorhanden, was bisher verbraucht wurde. Ein Beispiel dafür sind die Ölsande in Kanada.

In jedem Fall ist abzusehen, dass die Marktpreise für Öl in Zukunft deutlich ansteigen werden. Es gilt Alternativen rechtzeitig zu etablieren und die Volkswirtschaften auf diese Entwicklung vorzubereiten.

Die besondere Herausforderung besteht langfristig darin, möglichst geringe Mengen Kohlendioxid (CO2) an die Umgebung abzugeben. Durch die erhebliche Steigerung der Umwandlungswirkungsgrade in den Industrieländern in den letzten Jahren entstehen bereits weniger Klimagasemissionen. Aber diese Minderung reicht nicht aus, um die Zunahme des CO2-Ausstosses durch die höhere Nachfrage nach Energie in den Schwellenländern zu kompensieren. Entwicklungsarbeiten gehen dahin, CO2 ganz aus dem Kraftwerksprozess abzuscheiden um es beispielsweise in leere Erdgaskavernen zu verpressen. Im Jahr 2006 wurde mit dem Bau von zwei Pilotanlagen begonnen um technische Erfahrungen zu sammeln. Die Abscheidung des CO2 setzt voraus, dass es entweder, wie das Schwefeldioxid, über eine mehr oder weniger aufwendige „ End-of-pipe-Technik“ aus den Rauchgasen ausgewaschen wird oder dass die Kohle vorab vergast wird. Bei allen Verfahren sind noch erhebliche Entwicklungsarbeiten zu leisten. Altersbedingt müssen in Deutschland und in Mitteleuropa in den nächsten 20 Jahren etwa die Hälfte der Kraftwerksparks erneuert und der Bau jetzt in Angriff genommen werden. Kraftwerke mit CO2-Abscheidung werden erst in der übernächsten Generation, also in 30 bis 40 Jahren zum großtechnischen Einsatz kommen. Dabei ist auch zu beachten, dass Klimaschutz und Energieeffizienz hier nicht konform gehen: Je nach angewendetem Verfahren reduziert sich der Wirkungsgrad eines Kraftwerkes mit CO2-Abscheidung wegen des hohen Energieverbrauchs für die technischen Apparaturen um 10 bis 13 Prozent. Dies bedeutet, dass rund ein Drittel mehr Kraftwerksleistung errichtet werden muss, um die gleiche Menge Strom zu erzeugen. Das bedeutet mehr Brennstoffverbrauch und eine Erhöhung der Investitionskosten. Die über einen Zeitraum von fast 30 Jahren erreichte Steigerung der Energieeffizienz wird durch die CO2-Abscheidung wieder aufgehoben. Obwohl große Mengen CO2 abgeschieden werden könnten, wird es dennoch darauf ankommen, zuerst über Energieeinsparung an anderer Stelle günstigere Potentiale zu erschließen. Zudem bringt auch diese Technik nur dann Erfolg, wenn andere Länder, auch China und Indien, diesem Weg folgen würden. ■

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