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Energie sparen: Die Energie von morgen

Das Ölzeitalter geht zu Ende. Der stern zeigt, wie wir künftig auch ohne fossile Brennstoffe heizen, reisen, produzieren können. Die Zukunft gehört Elektroautos, Solarhäusern und nachwachsenden Rohstoffen - und Strom wird der wichtigste Energieträger sein. Aber wie ihn effizient und umweltfreundlich produzieren?

Von Roman Heflik

Für kaum etwas wenden die Menschen mehr Energie auf als für die Jagd nach Energie. Hunderttausende Bergleute riskieren ihr Leben und brechen tief unter der Erde mühsam Kohle aus den Flözen. Zigtausende Arbeiter suchen in der Wüste, in der Arktis oder im Meer mit kilometerlangen Bohrern nach verborgenen Gas- und Ölblasen. Was die Energiejäger finden, wird verbrannt, um zu heizen, um Fahrzeuge und Maschinen zu bewegen, um Strom zu erzeugen.

Am Energienachschub hängt die Menschheit wie ein Drogensüchtiger an der Nadel. Vor allem die Abhängigkeit vom Öl ist längst zu einem bedrohlichen Problem geworden. Auch wenn Rohöl derzeit so billig ist wie seit Jahren nicht - der Stoff ist endlich, die verbleibenden Vorkommen auszubeuten wird immer teurer, seine Preise werden langfristig steigen, seine Verbrennung belastet Umwelt und Klima schwer. Überdies verfeuert die Menschheit gedankenlos einen ihrer wichtigsten Rohstoffe, den sie dringend auch für andere Zwecke braucht.

Notgedrungen arbeiten Ingenieure und Techniker in vielen Bereichen an einer Zukunft ohne Öl. Sie entwickeln zum Beispiel Verfahren, um Plastik aus Pflanzen zu gewinnen und Flugkerosin aus Meeresalgen. Auch in der Energiewirtschaft wird das Öl seine dominierende Rolle verlieren. Der Energieträger der Zukunft ist Strom.

Strom der Zukunft

Strom sorgt bereits heute dafür, dass das Licht brennt, der Computer läuft, die Bahn fährt. Künftig wird er auch Autos antreiben oder Häuser wärmen. Seit Jahrzehnten steigt der Bedarf: 600 Milliarden Kilowattstunden verbrauchen allein die Deutschen inzwischen im Jahr. Der Haken dabei: Rund 60 Prozent des Stroms stammen aus eben jenen fossilen Energiequellen Kohle, Erdgas und Öl, die so gierig gesucht werden und bei deren Verwendung Millionen Tonnen des Treibhausgases Kohlendioxid freigesetzt werden. Wie also soll der Strom der Zukunft erzeugt werden?

Glaubt man dem schwedischen Stromkonzern Vattenfall, kann man ein Wundermittel gegen den drohenden Klimakollaps in der Lausitz bestaunen: Direkt neben dem Braunkohlekraftwerk Schwarze Pumpe hat das Unternehmen eine Pilotanlage zur CO2-Wäsche in Betrieb genommen, die aus einem Teil der Abgase bis zu 90 Prozent des klimaschädlichen Kohlendioxids herauswaschen kann. Das soll, so der Plan, auf Jahrmillionen eingelagert werden, zum Beispiel in ausgebeuteten Gasfeldern. Tuomo Hatakka, Vorstandschef von Vattenfall Europe, gibt sich zuversichtlich: "Ich bin überzeugt, dass Kohle Zukunft hat." Die globalen Kohlevorräte sind zwar begrenzt, aber sie reichen nach heutigem Stand für noch etwa 200 Jahre.

Doch um im Bild des Drogenabhängigen zu bleiben: Selbst modernisierte Kohlekraftwerke entsprächen nur der Benutzung einer neuen, sauberen Spritze: weiterhin ein schöner Energierausch, hygienischer verabreicht, aber letztlich ohne Aussicht auf Heilung. Unklar sind die Nebenwirkungen: Wie energieaufwendig wird die CO2-Abscheidung im Großeinsatz sein? In den Modellkraftwerken verbraucht die Reinigung des Abgases allein ein Viertel der erzeugten Energie. Der Mainzer Physikprofessor Konrad Kleinknecht ist skeptisch: "Alle deutschen Kohlekraftwerke produzieren über eine Million Tonnen CO2 am Tag. Und es ist völlig unsicher, ob die Lagerstätten langfristig dicht sind oder das Gas relativ schnell wieder entweicht."

Umstrittenes Aus für Kernenergie

Vielleicht weiß man ja 2015 mehr. Spätestens dann nämlich soll das erste komplett umgerüstete Demo-Kraftwerk in Betrieb gehen. Eine Lösung im nationalen Maßstab wird dann allerdings noch Jahre brauchen. Und billig wird die sogenannte CCS-Technik auch nicht: Kaum ein bisher bestehendes Kohlekraftwerk kann nachträglich darauf umgerüstet werden. Man müsste die meisten komplett neu bauen.

Dass die rot-grüne Bundesregierung entschied, völlig aus der Kernenergie auszusteigen, verschärft die Situation. Bis spätestens 2022 soll der letzte der 17 noch aktiven Meiler vom Netz gehen. 22 Prozent des deutschen Stroms stammen aber heute aus Atomkraftwerken. Um die zu ersetzen, rechnet Physiker Kleinknecht vor, müsste man 30 Kohlekraftwerke bauen, der CO2-Ausstoß stiege um 15 Prozent oder 120 Millionen Tonnen pro Jahr. Weil das "klimapolitisch eine Katastrophe" wäre, gehe es ohne Kernenergie nicht.

17 Meiler abzuschalten, ohne sie durch schmutzige Kohlekraftwerke zu ersetzen, dürfte tatsächlich schwierig werden. Denn die Energiemenge aus regenerativen Quellen müsste sich in den kommenden 13 Jahren mehr als verdoppeln. Selbst dann hätten die grünen Energien nur CO2-arm produzierende Atommeiler abgelöst - aber noch kein einziges schmutziges Kohlekraftwerk. Vor allem Politiker von CDU und CSU fordern daher, die Laufzeiten der Kraftwerke zu verlängern.

Gefahrvolle Ersatzdroge

Kernenergie sei billig, sicher und klimaschonend, sagt ihr Lobbyverein, das Deutsche Atomforum. Ähnlich der Idee von sauberer Kohle suggeriert auch die Kernenergie, alles könne so bleiben, wie es ist - der Energiekonsum, die Netze, vielleicht sogar der Strompreis. Doch vor allem die großen Energieversorger würden von längeren Laufzeiten profitieren. Allein mit dem Kraftwerksblock Biblis A könnte RWE nach eigenen Angaben vor Steuern 300 Millionen Euro pro Jahr erwirtschaften. Ein großer Teil dieser Gewinne, fordern Experten und Politiker, solle für die Erforschung erneuerbarer Energien und für die bessere Wärmedämmung der knapp 40 Millionen Häuser und Wohnungen eingesetzt werden. Ist Atomkraft also die Therapie, die wir brauchen?

Wohl eher eine Art Ersatzdroge, deren längere Einnahme fatal sein könnte. Denn je länger der Ausstieg verzögert wird, desto weniger Anreize haben Vattenfall, Eon, EnBW und RWE, ihre Produktion auf grüne Energien oder zumindest auf sauberere Kohle umzustellen. Um im Alleingang das Klima zu retten, taugt die CO2-arme Atomenergie schon gar nicht. Nach Berechnungen einer Enquêtekommission des Bundestages aus dem Jahr 2002 wären allein in Deutschland mehr als 50 neue Kernkraftwerke nötig, um die Ziele des Klimavertrags von Kyoto zu erreichen. Deren Bau ist schlicht undenkbar.

Und sollte tatsächlich die ganze Welt anfangen, Kernkraftwerke zu bauen, würden nicht nur das Unfallrisiko und die Atommüllmenge wachsen. Auch die bislang im Mittel auf etwa 100 Jahre geschätzte Reichweite der Uranvorräte würde dramatisch schrumpfen. Den Reaktoren ginge bald der Brennstoff aus. Die Alternative wäre der massenhafte Bau sogenannter Schneller Brüter, die sich ihren Brennstoff zum Teil selbst "erbrüten". Doch die hinterlassen Plutonium, das nicht nur hochgiftig ist, sondern auch zum Bau von Atomwaffen missbraucht werden kann.

Hoffnungsträger erneuerbare Energie

Viel weniger strahlenden Abfall als die Atomspaltung würde die Kernfusion verursachen. Der Theorie nach macht man sich dabei das Funktionsprinzip der Sonne zu eigen und erhält riesige Energiemengen. Das Problem: Es funktioniert nicht. "Vermutlich 2040" werde der erste Demo-Reaktor ans Netz gehen, sagt Professor Uwe Schumacher vom Institut für Plasmaforschung in Stuttgart. Allerdings versprechen Forscher bereits seit den 1960er Jahren, dass sie die Kernfusion in jeweils 30 bis 40 Jahren im Griff hätten. Dieser Zeitraum wird inzwischen spöttisch als "Fusionskonstante" bezeichnet.

Die unschöne Wahrheit ist: Es gibt keine einzelne, einfache Lösung. Um energiepolitisch clean zu werden, braucht die Gesellschaft einen Entzug. Das klingt schlimmer, als es ist. Um bis zu 20 Prozent ließe sich der Energieverbrauch Deutschlands nach Berechnungen des Wuppertal-Instituts innerhalb von 10 bis 15 Jahren senken. Dafür muss niemand bei Kerzenschein in der kalten Wohnung sitzen. Sinnvoller sind sparsamere Stand-by-Schaltungen für Elektrogeräte oder sogenannte Lastmanagement-Systeme, mit deren Hilfe sich etwa die Waschmaschine dann einschaltet, wenn gerade viel billige Windenergie zur Verfügung steht.

Die größten Chancen aber bietet der Ausbau der erneuerbaren Energien. Knapp 15 Prozent des deutschen Stroms stammen derzeit aus Wind, Wasser, Sonne oder Biomasse, 25 bis 30 Prozent sollen es nach dem Willen der Bundesregierung im Jahr 2020 sein. Die Wachstumsraten sind enorm: So ist der Windstromanteil 2007 innerhalb eines Jahres um fast 30 Prozent gestiegen, nicht zuletzt dank des Erneuerbare-Energien-Gesetzes, das den Produzenten grünen Stroms eine relativ hohe Vergütung gewährt. Ein weiterer Hoffnungsträger ist die Offshore-Windkraft in den Küstengewässern. Dänemark und Großbritannien haben bereits rund 400 Windräder im Meer errichtet. Die Windtechnologie ist die ausgereifteste, die maritime Umgebung die windreichste. Bis 2030 sollen in Nord- und Ostsee 30 Windparks entstehen, die bis zu 25 Gigawatt Strom liefern könnten. Das entspricht der Jahresproduktion von 25 modernen Atomkraftwerken oder dem Bedarf von 25 Millionen Haushalten.

Irgendwo weht immer Wind

Das Standardargument der Skeptiker gegen Strom aus regenerativen Quellen heißt "Grundlast". Was, so fragen sie, wenn der Wind mal nicht weht oder die Sonne hinter Regenwolken verschwindet? Derzeit übernehmen traditionelle Großkraftwerke dann die "Grundlast", die Abdeckung des Basisstromverbrauchs.

Das Team um den Forscher Kurt Rohrig konnte jedoch 2007 beweisen, dass es auch anders geht. Ein Jahr lang durften Rohrig und seine Leute von ihrem Institut für Solare Energieversorgungstechnik (Iset) in Kassel aus einige kleine Windparks mit Solaranlagen, Biogaskraftwerken und einem Pumpspeicherwerk zusammenschalten. Dort wird Wasser mit überschüssigem Strom in einen hochgelegenen Stausee gepumpt. Wird in Spitzenzeiten mehr Elektrizität gebraucht, fließt das Wasser wieder bergab und treibt die Turbinen eines Kraftwerks an. "Es ist uns gelungen, im kleinen Maßstab das tägliche Auf und Ab des deutschen Stromverbrauchs vollständig abzudecken", sagt Projektleiter Rohrig.

Aber die Energieversorgung der Zukunft wird Deutschland nicht im Alleingang sicherstellen können - so wie die Bundesrepublik heute auch auf Kohle aus Australien und Öl aus Saudi-Arabien angewiesen ist. Sinnvoll wäre etwa ein Netzwerk von Windparks entlang der Atlantikküste: Irgendwo an Europas Küsten weht schließlich immer Wind. Und einer Studie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt zufolge könnten im Jahr 2050 bis zu 15 Prozent des in Europa verbrauchten Stroms von Solarfarmen in der nordafrikanischen Wüste stammen.

Emissionsfrei ins Büro rollen

Um all diese Energie speichern und damit gezielt einsetzen zu können, sehen Forscher zwei Lösungen: Überschüssiger Offshore-Strom, mittels verlustarmer Gleichstromkabel nach Norden geleitet, könnte riesige Pumpspeicher in Norwegen auffüllen und von dort abgerufen werden. Wind- oder Solarstrom könnte auch in unterirdischen Druckluft speichern oder in den Bordbatterien künftiger Elektroautos aufbewahrt werden.

Diese Vehikel würden dann zum Beispiel nachts in der Garage Windstrom tanken, mit dem sie am nächsten Tag emissionsfrei zum Büro rollen. Doch sie könnten noch mehr: Weil der Arbeitsweg von rund 80 Prozent der Deutschen weniger als 30 Kilometer misst, bliebe die Batterie trotz Fahrt fast voll. Am Büro angekommen, könnte der Fahrer seinen Wagen erneut ans Stromnetz anschließen und zumindest einen Teil der Batterieladung wieder ins Netz einspeisen. Die in der Nacht gespeicherte Windenergie könnte so helfen, tägliche Verbrauchsspitzen aufzufangen. Bei 40 Millionen Fahrzeugen ergebe das einen Energiespeicher von gut und gern 400 Gigawatt Leistung, rechnet Jürgen Schmid vor, der Leiter des Iset-Instituts. "400 Gigawatt entspricht der vierfachen Leistung aller deutschen Kraftwerke - ein mächtiger Hebel für den Einsatz der Erneuerbaren."

Eine Energiewirtschaft auf Basis von Wind, Sonne und Genügsamkeit sei eine "Scheinidylle", eine grüne Utopie, schimpft Eon-Chef Wulf Bernotat. Doch Energieexpertin Claudia Kemfert vom Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung glaubt, dass 2050 immerhin 50 Prozent des Stroms aus grünen Energien und der Rest vorwiegend von Kohlekraftwerken mit CO2-Abscheidung stammen könnten. Das Kasseler Iset und die Organisation Eurosolar gehen sogar von einer Vollversorgung Deutschlands mit erneuerbaren Energien bis 2050 aus. Neben Sonne, Wind und Biogas erforschen Wissenschaftler längst weitere Möglichkeiten: Im Süden Münchens wird Wärme in tiefen Gesteinsschichten angezapft, vor Irland werden riesige Propeller zur Nutzung der Gezeitenströme im Meer versenkt.

Kostspielige Investition in die Zukunft

Doch die technische Machbarkeit ist nur eine der Herausforderungen - eine andere sind die Kosten. Eine Leitstudie des Bundesumweltministeriums aus dem Jahr 2006 rechnet vor, dass die Deutschen - bei steigenden Energiepreisen - bis ins Jahr 2025 für den Aufbau einer Stromversorgung aus regenerativen Quellen insgesamt 117 Milliarden Euro mehr ausgeben müssen. Danach allerdings würde sich auszahlen, dass Wind und Sonne keine Rechnungen schreiben: Das Ministerium kalkuliert, dass zwischen 2025 und 2050 volkswirtschaftliche Einsparungen von bis zu 330 Milliarden Euro entstünden. Ist die heutige Generation bereit, so tief in die Tasche zu greifen, damit ihre Nachfahren die Gewinne einfahren - und welche Politiker setzen das durch?

Ein Umdenken ist ohnehin nötig. Bislang sind die Deutschen nicht nur Weltmeister in der Entwicklung neuer Technologien, sondern auch in deren Ablehnung: Gegen Offshore-Parks 30 Kilometer vor der Küste wettern Sylter Ferienhausbesitzer aus Angst um ihren Meerblick. Geplante Biogasanlagen in Mecklenburg-Vorpommern lösen Empörung in kilometerweit entfernten Eigenheimsiedlungen aus, wo man entfleuchende Gase und sinken- de Grundstückspreise fürchtet. Thüringische Landschaftsschützer wehren sich gegen den Bau von Hochspannungsleitungen, die Windstrom aus dem Norden in den flautenreichen Süden bringen sollen.

"Nimby-Syndrom" nennen die Amerikaner das. Das Kürzel steht für: not in my backyard - nicht in meinem Hinterhof.

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