Klima- und Umweltfragen haben im Jahr 2019 die
Menschen bewegt wie kaum ein zweites Thema. Da ist es bedauerlich, dass
sich häufige Erwartungen in die „Erneuerbaren Energien“ nicht erfüllen
können.
Im Zusammenhang mit der Energiewende sprechen Politiker und
Journalisten gern von einer „Spaltung der Gesellschaft“, ohne allerdings
diesen Begriff näher zu konkretisieren. Bei genauerer Betrachtung gibt
es sowohl eine ideologische als auch eine soziale Spaltung: ideologisch,
weil in den Debatten selten rationale Argumente ausgetauscht und
akzeptiert werden; und sozial, weil die Energiewende eine große
Umverteilungsaktion von unten nach oben ist. Alle Bürger, auch
wirtschaftlich schwächere wie zum Beispiel kinderreiche Familien, zahlen
zum Vorteil von Investoren viel Geld in das System ein.
Ausstieg vom Ausstieg? Die gesellschaftliche
Grundlage der Energiewende sind einerseits Sorgen vor Gefahren der
Atomkraft, mit denen insbesondere durch die Reaktorkatastrophe im
japanischen Fukushima im Jahre 2011 massiv argumentiert wird, und
andererseits das Bemühen, den Klimawandel durch eine Reduktion des
„Treibhausgases“ Kohlendioxid (CO2) zu stoppen oder wenigstens zu
verlangsamen. Nicht erst mit der Bewegung „Fridays for Future“ ist der
Stellenwert des Klima- und Umweltschutzes auf Platz eins der wichtigsten
Probleme in unserem Lande gerückt.
Ein grundlegendes Problem dabei ist, dass sich die beiden genannten
Grundlagen der Energiewende argumentativ zum Teil entgegenstehen. Denn
wenn wir eine Energiewirtschaft ohne Kohlendioxid anstreben, benötigen
wir dazu Erfolg versprechende Alternativtechnologien, die in der Lage
sind, den bisherigen Anteil der fossilen Brennstoffe am Energiemix
unserer Volkswirtschaft zuverlässig zu ersetzen. Da es diese
Alternativen bisher nicht gibt, kann es sich unsere moderne
Industrienation bis auf Weiteres nicht leisten, auf die CO 2-freie
Kernkraft zu verzichten. Aus dem gleichen Grund steigt außer uns kein
anderes Industrieland aus dieser Technologie aus, im Gegenteil: Weltweit
sind derzeit über 100 Kernkraftwerke im Bau oder in Planung.
Die deutschen Reaktoren gehören (noch) zu den sichersten und
zuverlässigsten der Welt: Grafenrheinfeld und Grohnde waren
beziehungsweise sind Weltrekordhalter in der Stromerzeugung. Sie waren
oder sind inhärent sichere – das heißt selbst abschaltende –
Leichtwasserreaktoren mit hoher Sicherheitsauslegungsredundanz. Von den
Katastrophen in Tschernobyl (graphitmoderierter) ohne permanente externe
Steuerung „durchgehender“ Druckröhrenreaktor) oder Fukushima
(Siedewasserreaktor der ersten Generation mit unten liegenden
Steuerstäben und fehlender ausreichender Redundanz der Notkühlung gegen
totale Überflutung) auf deutsche Kernkraftwerke zu schließen ist
technisch absolut unzutreffend und geradezu demagogisch.
Zur Entsorgung der viel geringeren Mengen hochradioaktiver Abfälle,
als häufig argumentiert wird, ist seit 40 Jahren nichts Substanzielles
mehr unternommen worden. Diese Abfälle enthalten noch große Mengen an
spaltbarem Material, das sinnvoll im Reaktor genutzt werden kann.
Die „Erneuerbaren Energien“ können per se die in sie gesteckten
Erwartungen nicht erfüllen. Gleich ob Wind-, Solar- oder Bioenergie: Sie
schneiden in Bezug auf die Faktoren Energiedichte, Laufzeit,
Zuverlässigkeit, Lebensdauer, Investitionsvolumen je installierte
Leistung, ja teilweise sogar bei den CO2-Emission gegenüber
konventionellen Kraftwerken – gegenüber Kernreaktoren um ein Vielfaches –
schlechter ab.
Ein Beispiel: Der Offshore-Windpark Arkona nordöstlich der Insel
Rügen hat, alle Anlagen zusammen, eine installierte Leistung
(Nennleistung) von 385 Megawatt (MW) oder 0,38 Gigawatt (GW) und
überdeckt eine Fläche von 39 Quadratkilometern. Ein einziges
konventionelles Kraftwerk, gleich ob Kohle oder Kernkraft, verfügt über
eine installierte Leistung von 1,2 bis 1,5 Gigawatt, das heißt 1200
beziehungsweise 1500 MW, also mehr als die dreifache Nennleistung des
gesamten Windparks. Der Flächenbedarf eines konventionellen Kraftwerkes
ist demgegenüber verschwindend gering, die jährliche Verfügungszeit der
Energieerzeugung ist doppelt so groß wie die einer (Offshore-)
Windkraftanlage (WKA). Zudem ist die tägliche und jährliche
Stromverfügungszeit einer Windkraftanlage nicht steuerbar und auch heute
nur ungenau vorhersagbar. Windkraft ist und bleibt ein sogenannter
volatiler Strom, das heißt, häufig wird entweder zu wenig oder zu viel
Strom geliefert. Onshore, also an Land stehende Windkraftanlagen,
schneiden diesbezüglich nochmals erheblich schlechter ab.
Die Schwächen der Alternativen Zum Vergleich der
Effizienz der Stromerzeugungsanlagen dient die Volllaststundenzahl
(VLH). Das ist die fiktive Stundenzahl, die man bräuchte, um die gesamte
tatsächlich im Jahr erzeugte Strommenge zu liefern, wenn das Kraftwerk
kontinuierlich mit Nennleistung laufen würde. Bei einer VLH unter 8760
Stunden (ein Jahr) bedeutet dies, dass das Kraftwerk einen Teil des
Jahres nur mit reduzierter Leistung läuft (etwa bei Schwachwind) oder
sogar steht (nachts bei Photovoltaikanlagen). Ein Kernkraftwerk hat
zumeist 7500 bis 8000 VLH, ein Kohlekraftwerk rund 3500 VLH. Eine
Offshore-WKA hat je nach Standort und Rotorhöhe 3000–3500 VLH, eine
moderne an Land stehende WKA (bei etwa 120 Metern Turmhöhe und 150
Metern Rotordurchmesser und damit einer Gesamthöhe von 215 Metern) gut
1800 bis 2000 VLH. Typische Dach-Photovoltaikanlagen ohne Nachführung
und mit nicht optimaler Ausrichtung kommen auf rund 900 bis 1000 VLH.
Das Jahr hat aber 8760 Stunden. Bei einer in Deutschland immer wieder
vorkommenden „Dunkelflaute“ (Windstille bei Nacht) kommt von Wind und
Sonne dann überhaupt nichts. Die für die Verwendung von Wind- oder
Solarstrom notwendigen Energiespeicher gibt es nur in Haushaltsgröße;
großtechnisch kann elektrische Energie zu ökonomischen Bedingungen nicht
gespeichert werden – das gilt für unabsehbare Zeit.
Das bedeutet, dass neben den „Erneuerbaren“ zusätzliche Anlagen in
einer anderen, steuerbaren Technologie – also fossil oder Kernkraft –
entweder im eigenen Land oder bei den Nachbarn vorgehalten werden
müssen. Im vergangenen Sommer, am 6., 12. und 25. Juni 2019, war die
Lage im Netz extrem angespannt und konnte nur mithilfe der europäischen
Partner bewältigt werden – mit Kohlestrom aus Polen und Atomstrom aus
Frankreich, unter anderem aus dem wegen vermuteter Sicherheitsmängel
umstrittenen Fessenheim und dem Atomkraftwerk Cattenom. Am 31. Dezember
2019 wurde in Baden-Württemberg das Kraftwerk Philippsburg 2
abgeschaltet. Die dadurch in Baden-Württemberg fehlenden rund 16 Prozent
sollen durch Lieferungen aus der genannten Nachbarschaft ersetzt
werden. Philippsburg ist im Besitz der EnBW, also des Landes
Baden-Württemberg. Das um 1984 in Betrieb gegangene KKW könnte technisch
noch gut 20 bis 30 Jahre laufen. Das Land und damit die Bevölkerung
erleiden einen Vermögensverlust von mehreren Milliarden Euro. Und müssen
ein höheres Risiko und mehrere Zigmillionen Tonnen CO2 in Kauf nehmen.
Höherer Materialbedarf Doch nicht nur beim
Output der Stromerzeugung schneiden die „Erneuerbaren Energien“ nicht
gut ab, sondern auch beim Materialbedarf. So ist im Vergleich von
Kernkraft und Windenergie der Einsatz von Material wie Beton oder Stahl
bei Windanlagen unverhältnismäßig groß. Zudem macht sich bei KKW und
Kohlekraftwerken die „Skalenwirtschaftlichkeit“ sehr positiv bemerkbar:
Je größer eine Anlage ist, desto relativ weniger Beton und Stahl braucht
man für den Bau eines KKW oder eines Kohlekraftwerks.
Der Druckbehälter eines 1400-MWKernkraftwerks wiegt etwa 700 Tonnen.
Ein Turm einer einzigen Windkraftanlage (WKA), die höchstens ein Drittel
bis zur Hälfte der Nennleistung von 2,5 MW erzeugt, wiegt mit Fundament
gut 150 Tonnen. Der Generator eines KKW besteht aus etwa 600 Tonnen
Kupfer, Eisen und Neodym; eine WKA von 2,5 MW braucht 50 Tonnen. Um die
gleiche Strommenge eines Kernkraftwerks zu erzeugen, benötigt man rund
3000 einzelne WKA, die nicht immer gerade dann laufen, wenn man den
Strom braucht. Dadurch ergibt sich ein Bedarf von etwa 150.000 Tonnen
Kupfer für Wind gegenüber rund 600 Tonnen bei Atomenergie und ein Bedarf
von gut 450.000 Tonnen Stahl bei Windenergie gegenüber 700 Tonnen bei
der Kernkraft.
Derzeit sind in Deutschland etwa 30.000 Windanlagen mit einer
Kapazität von 55.000 MW installiert. Im ersten Quartal 2019 haben diese
Anlagen 27 Prozent des Strombedarfs produziert, die Kohle lieferte noch
32 Prozent und Kernenergie 13 Prozent unseres Strombedarfs, Photovoltaik
spielte keine wesentliche Rolle. Um in Deutschland Kohle
und Kernenergie kurzfristig ersetzen zu können, werden gut 10.000
Windanlagen mit 230 Metern Höhe benötigt. Der tatsächliche Nettozubau
betrug jedoch im auslaufenden Jahr 2019 nur rund 100 (!) Windanlagen.
Große Probleme bereiten der Windkraft zudem fehlende Genehmigungen und
Klagen gegen bereits erteilte Genehmigungen.
Fehlende Nachhaltigkeit Auch sonst weisen die
bisherigen Alternativen zu den herkömmlichen Energiequellen zahlreiche
Schwächen auf: So kommt die Lebenszeit eines Windrades mit etwa 20
Jahren an die 50-60 Jahre eines konventionellen Kraftwerkes nicht heran.
Die Entsorgung insbesondere der Fundamente von Offshore-Anlagen ist
völlig ungeklärt. Und sogenannte Energiepflanzen, die in Biogasanlagen
verstromt werden, verarbeiten deutlich weniger als ein Prozent der
angebotenen Sonnenenergie, was zu einem enormen Flächenbedarf führt:
Bereits heute werden rund 20 Prozent unserer Agrarfläche mit Raps oder
Mais für Biogasanlagen verwendet. Der dabei entstehende Leckstrom von
Methan ist etwa zehnmal so umweltschädlich wie die gleiche Menge an CO2.
Hinzu kommt, dass trotz des Fehlens einer tragfähigen Lösung zur
Stromerzeugung die E-Mobilität forciert wird – wodurch der
Stromerzeugungsbedarf zusätzlich steigt. Dabei sind E-Mobile nur für
Stadtfahrten eine Lösung zur lokalen Reduzierung von Autoabgasen. Ihr
CO2-Fußabdruck hängt wesentlich von der Fahrleistung und von der Art der
Strom erzeugung ab. Beim derzeitigen Mix in Deutschland dürfte die
Nutzungsdauer bis zum „Break-even“ gegenüber Dieselfahrzeugen bei etwa
200.000 Kilometern liegen. Französische Autos liegen wesentlich
günstiger, da bei der Herstellung in Frankreich dank des dortigen
Energiemixes mit einem hohen Anteil an Kernenergie nur circa 20 bis 30
Prozent des CO2 im Vergleich zu Deutschland anfallen.
Da eine vollständig CO2-freie Stromerzeugung in Deutschland mit der
heute verfügbaren Technologie nicht möglich ist, wird entweder der
Kohleausstieg in weite Zukunft rücken – oder Deutschland wird in
nennenswertem Umfang auf die Nachbarn, vor allem auf Frankreich und
Belgien (Kernenergie) sowie Polen (Kohle) angewiesen sein.
Da wäre es aus wirtschaftlichen, sicherheitstechnischen und
ökologischen Gründen sinnvoller, die hierzulande noch in Betrieb
befindlichen sechs Kernkraftwerke bis zum Ende ihrer technischen
Lebensdauer im Betrieb zu halten.
Kurzfristige und langfristige Lösungen Eine
kurzfristige Perspektive bietet auch die Wiederaufnahme des Ausbaus von
Gaskraftwerken, die bei gleicher Leistung nur etwa die Hälfte CO2
gegenüber klassischer Kohlekraftwerke ausstoßen. Vorteilhaft ist auch
ihre schnelle Reaktionsfähigkeit zum Ausgleich von Schwankungen von
Wind- und Photovoltaikanlagen. Problematisch ist dabei im Augenblick die
Gasversorgung, die im Süden unseres Landes nicht ausreicht. Deshalb ist
die Fertigstellung der Gaspipeline North stream 2 – trotz aller
politischen und wirtschaftlichen Problematik – für Deutschland zwingend
notwendig.
Wasserstoff ist keine Energiequelle, da er in der Natur praktisch
nicht frei vorkommt. Will man ihn zur Energiegewinnung einsetzen, muss
vorher die Energie, die er liefern soll, in sein Molekül eingebracht
werden (Elektrolyse).
Wasserstoff kann durch direkte Verbrennung in thermischen
Kraftmaschinen, Kolbenmotoren oder Turbinen zur Energiegewinnung oder
auch in Prozessen wie der Stahlerzeugung verwendet werden. Die
Handhabung, insbesondere auch von tiefkaltem, verflüssigtem Wasserstoff,
ist aufwendig, aber vorhandene Technologie. Damit ließe sich weitgehend
der Umbau wichtiger Industriezweige, etwa des Automobilbaus, in
angemessener Zeit vorbereiten und realisieren.
Wesentlich einfacher, wenn auch energetisch ungünstiger, bietet
Wasserstoff in Verbindung mit CO2, zum Beispiel aus der Luft, die
Möglichkeit der Herstellung von synthetischem Treibstoff aller Art, etwa
Benzin, Diesel oder Kerosin. Thermische Motoren wie in Kraftfahrzeugen
müssten nur geringfügig verändert werden. Die Lagerung und Handhabung
wäre ebenso gegeben wie alltagstaugliche Reichweiten, und auch die
Fortsetzung des Flugverkehrs wäre CO2-frei mit vorhandener Technologie
möglich. Alle Probleme der Batterie-E-Mobilität wie die CO2-Emission bei
der Herstellung, Speicherung, Antriebe, Batteriematerialien, Lagerung,
Tankzeiten und Reichweiten würden entfallen.
Hoffnungsträger Kernfusion Mittelfristig gibt es
zur Umsetzung einer weitgehend CO2-freien Stromerzeugung nur einen Weg:
die Kernfusionsreaktoren. Diese Technologie entspricht den Vorgängen
auf der Sonne und könnte eine „ewige“, ausreichende, absolut saubere und
auch sichere Energiequelle ohne langlebigen radioaktiven Abfall sein.
Der Weg dahin ist jedoch aufwendig und langwierig. Deutschland ist mit
den Experimentieranlagen in Greifswald und Garching in einer guten
Position. In Südkorea steht schon ein nahezu fertiger Reaktor, und in
den USA sind zwei geplant. Auch in Russland ist dazu viel technisches
Wissen vorhanden.
In jedem Falle zeigen die genannten Fakten, dass die Energiewende in
ihrer bisherigen Form nicht nur mit teuren Begleiterscheinungen
behaftet, sondern schlichtweg nicht in der Lage ist, die in sie
gesteckten Erwartungen zu erfüllen. Neue Verfahren werden sich nur dann
durchsetzen, wenn sie sauberer, effektiver und günstiger sind als die
herkömmlichen Arten der Energiegewinnung. Um dies zu erreichen, braucht
es jedoch weniger politische Ideologie – und einen kühlen Verstand bei
allen Entscheidungsträgern.
Quelle:
https://rotary.de/gesellschaft/harte-realitaet-a-15466.html?fbclid=IwAR1Yeisif4rsLhW2hERD2qVECInCDaLpiCZM69XTvBnXffiTaSOVVT4vjeI
