22.06.2010 · Studie der Deutschen Physikalischen Gesellschaft zur künftigen Energieversorgung / Von Manfred Lindinger
FRANKFURT, 22. Juni. Die deutsche Energiepolitik steckt in der Zwickmühle. Will man die Klimaerwärmung auf zwei Grad begrenzen, muss der Kohlendioxidausstoß stark verringert oder unterbunden werden. Die weitgehend auf fossilen Energieträgern beruhende Energieversorgung lässt sich aber nach Ansicht der meisten Fachleute nicht so schnell auf emissionsarme und erneuerbare Quellen umbauen, wie es nötig wäre. Hinzu kommt, dass neue Kohlekraftwerke gebaut werden müssen, um den wachsenden Energiebedarf zu decken und die Versorgungslücke zu schließen, die beim Ausstieg aus der Kernenergie droht.
Die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG), mit 58 000 Mitgliedern die größte physikalische Fachgesellschaft der Welt, legt jetzt eine 143 Seiten starke Studie zu dem Dilemma vor. Sie sieht in der Elektrizität den Schlüssel zu einer nachhaltigen und klimaverträglichen Energieversorgung und hält als zentrales Ergebnis fest: Die von vielen als wichtiges Element zur Verminderung der Kohlendioxidemissionen gepriesene Kraft-Wärme-Kopplung, die nach dem Willen der Politik von jetzt zwölf Prozent Anteil an der Energieversorgung auf 25 Prozent ausgebaut werden soll, wird ihrem Anspruch nicht gerecht.
Wolfgang Sandner, der Präsident der DPG, verweist darauf, dass allein in Deutschland, wo der Anteil der Elektrizität am Endenergieverbrauch zurzeit gut 20 Prozent beträgt, der Stromverbrauch von 2000 bis 2008 pro Jahr um 1,2 Prozent gestiegen ist. Der Vorteil der Elektrizität liegt auf der Hand: Sie ist vielseitig nutzbar, etwa zum Heizen, zur Beleuchtung oder zum Antrieb von Motoren und Kraftfahrzeugen. Obendrein lässt sie sich in Batterien speichern, leicht über Stromnetze transportieren und in großen Mengen in Kraftwerken erzeugen. "Unsere Stromversorgung wird auch noch in den kommenden zwei Jahrzehnten auf den heutigen drei Säulen stehen", sagt Sandner, "auf fossilen Energieträgern, erneuerbaren Energiesystemen und Kernenergie, wobei sich deren Anteile verändern werden." Auf Kernenergie werde man ohne Ersatz nicht verzichten können, trage sie doch mit 23 Prozent zur Stromerzeugung bei und decke etwa die Hälfte der Grundlast. Zudem könne sie schnell auf Schwankungen im Stromnetz reagieren und das zeitliche Fluktuieren der Anteile von Wind- und Sonnenenergie auffangen, sagt Sandner. Weil Kernkraftwerke im Betrieb kein Kohlendioxid erzeugten, trage die Kernenergie wesentlich zum Klimaschutz bei.
Dennoch plädiert die DPG in ihrer Studie nicht für den Ausbau der Kernenergie, obwohl die Physiker im Blick haben, dass bei gleicher Faktenlage in anderen Ländern der Neubau von Kernkraftwerken vorangetrieben wird. "Wir sind von der Gesetzeslage in Deutschland ausgegangen und sagen in unserer Studie: Wenn die Kernkraftwerke abgeschaltet werden, muss die Lücke von anderen Grundlastträgern ersetzt werden. Und das können im Augenblick nur fossile Kraftwerke leisten." Folglich müsse man den Kohlendioxidausstoß dieser Kraftwerke, die 60 Prozent des Stroms in Deutschland erzeugen, stark verringern, wenn man die Klimaziele erreichen wolle. Das gelingt nach Ansicht der DPG nur dann, wenn man das Kohlendioxid fast vollständig abscheidet und anschließend dauerhaft speichert.
Während es für die Abtrennung technische Lösungen gibt - etwa die Verbrennung unter Sauerstoff oder die chemische Wäsche mit einer Lauge -, betritt man bei der Kohlendioxidspeicherung Neuland. Ob auf oder unter dem Meeresgrund, in Erdöl- oder Erdgaslagerstätten oder anderen dichten geologischen Formationen einschließlich wasserführender Gesteinsschichten - in allen Fällen muss gewährleistet werden, dass kein Kohlendioxid jemals wieder in die Umwelt entweicht. Derzeit ist noch nicht abzusehen, ob und wann man das bewerkstelligen kann.
Möglicherweise ist bis zur zweiten Hälfte des Jahrhunderts die Kernfusion so weit entwickelt, dass entsprechende Kraftwerke, in denen Atomkerne miteinander verschmelzen, die Grundlastversorgung übernehmen können. "Zusammen mit den erneuerbaren Energien könnte die Kernfusion dann eine weitgehend kohlendioxidfreie Stromerzeugung ermöglichen", sagt Sandner.
Die erneuerbaren Energien leisten als Stromerzeuger zurzeit nur einen kleinen Beitrag. Der Anteil der Windenergie von jetzt sechs Prozent an der Energieversorgung könnte nach den Ausbauplänen des Bundesumweltministeriums bis 2020 auf 15 Prozent und bis 2030 auf 26 Prozent steigen. Skeptisch sehen die DPG-Experten die Photovoltaik (Sonnenenergie), die derzeit nur knapp ein Prozent zur Stromerzeugung beiträgt. Wegen der geringen Sonnenscheindauer sei sie für Deutschland nun einmal wenig erfolgversprechend. Bei Wind- und Sonnenenergie sei jedenfalls die Entwicklung leistungsfähiger Energiespeicher und verlustarmer Stromnetze erforderlich. Zurzeit seien große solarthermische Kraftwerke in Südspanien im Bau oder in Planung, wo Konzepte für Wärmespeicher und Gleichstromnetze getestet würden. Parallel dazu könnten Biomasse und Geothermie einen Beitrag zur Grundversorgung liefern.
DPG-Präsident Sandner sagt, wer nicht beachte, dass mit Hinzutreten erneuerbarer Energien ein komplex vernetztes System aus Stromerzeugung, Speicherung und Verbrauch entstehe, der könne zu falschen Schlüssen kommen. Als Beispiel führt er die Kraft-Wärme-Kopplung an, das vom Staat wegen seines vermeintlich hohen Wirkungsgrades geförderte Verfahren, das gleichzeitig Strom und Fernwärme erzeugt. "Wir haben herausgefunden, dass der Gesamtenergieverbrauch der Kraft-Wärme-Kopplung höher sein kann als bei der getrennten Erzeugung von Wärme und Strom, obwohl dort die Ausnutzung des Brennstoffs schlechter ist."
Die Studie will keine Empfehlung für die eine oder andere Energiequelle aussprechen, sondern den politischen Entscheidungsträgern physikalische Fakten liefern. Sandner hofft dennoch, dass die Politik die naheliegenden Schlüsse aus der Studie zieht.
