In keinem anderen Land wird so viel über Energie gestritten wie in Deutschland. Dabei können sich die Leistungen hierzulande auch international sehen lassen.
Deutschland ist der grösste Energiemarkt Europas und seit Jahren auch sein größtes energiepolitisches Experimentierfeld. Verständlich deshalb der Stoßseufzer von Hans-Dieter Harig in einem Gespräch mit der Wochenzeitung „Die Zeit” vor zwei Jahren: „ Heute ist überhaupt nichts eindeutig”, klagte der gelernte Ingenieur, damals noch Chef von E.ON, Europas größtem privaten Energieversorger. „Sämtliche Produktionstechniken sind umstritten.”
Das mag auch daran liegen, das man hierzulande die Energiefrage lieber grundsätzlich pragmatisch behandelt. Hermann Scheer, SPD-Bundestagsabgeordneter und Energieexperte, will „die Strukturmacht des etablierten Energiesystems brechen und ihm den Weg zur künstlichen Existenzverlängerung versperren”. Statt „mit begrenzten Geldmitteln”, so der heutige Ruheständler Harig, „ein Ziel so effizient wie möglich zu erreichen”, gehe es gleich um eine andere Energiepolitik.
Das macht die Energiefrage in diesem Land kompliziert und zum ideologischen Schlachtfeld. Davon einmal abgesehen – was können wir von der Energieversorgung in Deutschland in den kommenden Jahren erwarten?
Gute Nachrichten zuerst: In den vergangenen 25 Jahren sind die Wohnungen immer größer, die Heizungen komfortabler, die Ausstattung mit Haushaltsgeräten und Geräten der Unterhaltungselektronik immer umfassender geworden. Dazu kamen ganz neue Technologien wie Computer und Internet. Und dies alles geschah bei gleich bleibendem, sogar leicht sinkendem Energieverbrauch: 1980 verbrauchte ein Bundesbürger das Äquivalent von 6,5 Tonnen Steinkohle (tSKE) an Primärenergie; 1991 – nun als Gesamtdeutscher – waren es nur mehr 6,2 Tonnen. Heute sind es knapp 6 Tonnen. Im gleichen Zeitraum stieg das reale Bruttoinlandsprodukt pro Kopf der Bevölkerung (BIP) um 50 Prozent.
Diese Entkopplung von Primärenergieverbrauch und Wirtschaftswachstum wird auch in Zukunft weitergehen. Nach einer soeben veröffentlichten Studie der Prognos AG, Basel, und des Energiewirtschaftlichen Instituts (EWI) der Universität Köln wird das BIP zwischen 2002 und 2030 um fast die Hälfte wachsen. Im selben Zeitraum geht der Primärenergieverbrauch um mehr als 15 Prozent zurück. Wichtigste Triebkraft der Entkopplung ist steigende Energieproduktivität: Pro „Nutzeinheit” wird ständig weniger Energie aufgewendet.
Wie produktiv hierzulande Energie genutzt wird, macht ein Vergleich mit den Vereinigten Staaten deutlich. Dort verbraucht jeder Bürger – unter Lebensbedingungen, die unseren weitgehend gleichen – das Doppelte an Primärenergie (12 tSKE). Wir können uns also durchaus auf die Schultern klopfen.
Etwas anders sieht der historische Trend beim Stromverbrauch aus. Seit 1980 ist er pro Kopf um 17 Prozent gestiegen. Ursache: „ Der Stromverbrauch korreliert durchaus noch mit dem Wirtschaftswachstum”, sagt Michael Bartels vom EWI, Mitarbeiter an der genannten Studie. So ist wohl auch in Zukunft mit Zuwächsen auf dem Strommarkt zu rechnen. Doch sie werden eher gering ausfallen, denn auch der Strom wird immer effizienter erzeugt und genutzt. Das Deutsche Institut für Wirtschaftsforschung in Berlin vermerkt, dass die gesamtwirtschaftliche Stromproduktivität von 1991 bis 2002 jährlich um 0,8 Prozent gewachsen ist. Das ist ein schönes Ergebnis, rechtfertigt aber kaum das Szenario des rot-grünen Bundesumweltministeriums vom Sommer 2003. Es sah vor, die Hälfte des Stroms der ab 2020 abgeschalteten Kernkraftwerke durch Stromeinsparungen zu kompensieren.
Harald Bradke, Leiter der Abteilung Energietechnik und Energiepolitik am Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI), spricht denn auch lieber von einer „ Effizienz-Evolution” als von einer „Effizienz-Revolution”. Seit 1990 ist die Energie-Effizienz jährlich um 1,9 Prozent gestiegen. Vor einigen Jahren sprach Prognos/EWI sogar von Steigerungen um 2,7 Prozent – unter optimalen Randbedingungen. Eberhard Jochem, Wissenschaftler am ISI, hielt 2002 auf einer Fachtagung des Bundesumweltministeriums durch neue Basisinnovationen eine Gesellschaft für möglich, deren Bürger pro Kopf und Jahr nicht viel mehr Energie verbrauchen, als in – umgerechnet – 2 tSKE steckt. Das aber ist ein langfristiger Vorgang, der nicht sofort Lücken füllen kann.
Durchwachsener sind die Nachrichten, was Kosten und Verfügbarkeit von Energie angeht: Seit einem guten Jahr explodieren die Ölpreise (zwischen August 2004 und August 2005 stiegen sie von etwa 40 auf über 60 Dollar pro Barrel) und – weil sie preisgekoppelt sind – ebenso die Preise für Erdgas. Auch die Preise für Strom steigen, doch eher aus politischen Gründen. Denn seit 1998 langt der Staat kräftig zu. Der Strom wird erheblich verteuert durch:
• die Ökosteuer,
• das Erneuerbare-Energien-Gesetz, das die Netzbetreiber verpflichtet, Strom aus erneuerbaren Energien abzunehmen. Dafür setzt es gegenwärtig Vergütungen von 8 Cent je Kilowattstunde für Wind und durchschnittlich 50 Cent je Kilowattstunde für Photovoltaik fest.
• die Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung.
Der durch staatlich verordnete Abgaben verursachte Kostenanteil – so rechnet die Elektrizitätswirtschaft gerne vor – macht inzwischen rund 40 Prozent der Stromrechnung aus. Doch gleichzeitig fahren die Energieunternehmen Rekordgewinne ein. „Da die Unternehmen die Ökosteuer zu einem großen Teil zurückerhalten” , sagt Bradke, „zahlen vor allem die Haushalte.”
Prognos/EWI erwartet, dass sich der Großhandelspreis für Strom von 2000 bis 2010 verdoppelt. Als Ursache dafür sehen diese Institute vor allem die Belastungen aus der Förderung der erneuerbaren Energien und der Kraft-Wärme-Kopplung.
„Fossile Brennstoffe werden den Energiesektor weiterhin dominieren”, glaubt Michael Schlesinger von Prognos. Dies gelte für Deutschland und die ganze Welt. Gegenwärtig deckt die Bundesrepublik Deutschland immer noch 83 Prozent ihres Energiebedarfs mit Öl, Erdgas und Kohle. Um 1980 waren es sogar rund 95 Prozent. Auch die USA, Großbritannien oder Japan greifen zu über 80 Prozent auf fossile Brennstoffe zu. Einzige Ausnahme unter den großen Industrienationen ist Frankreich. Aufgrund des großen Kernenergieanteils dort beträgt der fossi- le Anteil am Primärenergieaufkommen lediglich 53 Prozent. Die Franzosen emittieren dadurch auch weniger Kohlendioxid: 6 Tonnen pro Kopf und Jahr, verglichen mit 10 Tonnen in Deutschland und 20 Tonnen in den USA.
Die Reserven an fossilen Brennstoffen reichen weit über die nächsten Jahrzehnte hinaus. Beim Öl könne es gegen Ende des Jahrhunderts allerdings zu Engpässen kommen, meint Almut Kirchner von Prognos. Öl bleibt in jedem Fall wichtigster Energieträger, in 15 genauso wie in 25 Jahren. Der Scheitelpunkt der konventionellen Erdölförderung, so hat die Internationale Energieagentur (IEA) errechnet, dürfte erst zwischen 2015 und 2035 erreicht sein. Dann könnten verstärkt nichtkonventionelle Lagerstätten zum Zug kommen.
Prognos-Mitarbeiter Schlesinger erwartet, dass der Ölpreis mittelfristig – für ihn heißt das in den Jahren bis 2010 – wieder deutlich sinkt. Hauptgrund für diese Prognose ist, dass bei anhaltend hohem Ölpreis neue Technologien zur Energiebereitstellung Oberwasser bekommen – und diese sich dann so rechnen, dass der Absatz in den Ölförderländern mangels Nachfrage einbricht.
Wenn es um Strom geht, ist Deutschland auch heute noch das Land der Kohle. Die Hälfte der Elektrizität gewinnen die Kraftwerke hierzulande aus Stein- oder Braunkohle. „In den nächsten 20 bis 30 Jahren wird Deutschland auf Kohlestrom nicht verzichten können”, meint etwa Harald Bradke. China erzeugt sogar bis zu vier Fünftel seines Stroms aus Kohle und verfügt über immense Vorräte, die weit über dieses Jahrhundert hinaus reichen. Weltweit betrachtet ist Kohle der fossile Rohstoff mit den größten Reserven: Sie reichen noch Hunderte von Jahren. In Deutschland hat sich der Anteil der Kohle an der Elektrizitätserzeugung in den letzten 25 Jahren um zehn Prozent verringert. Die aus Kohle erzeugte Strommenge ist allerdings um ein Drittel gestiegen – von 205 Tera-wattstunden im Jahr 1980 auf 273 Terawattstunden 2003: Grund sind deutliche Verbesserungen beim Wirkungsgrad der Kraftwerke.
Trotz ihrer großen Bedeutung ist die Kohle in Deutschland ein ungeliebtes Schmuddelkind. Dabei bietet vor allem die Braunkohle unbestreitbare Vorteile: Sie wird im Lande gefördert, sichert Arbeitsplätze und liefert preisgünstigen und preisstabilen Strom. Und: Die Vorräte reichen selbst bei Verdopplung des heutigen Verbrauchs noch mindestens 120 Jahre. Ungeliebt ist die Braunkohle bei Umweltschützern: Wegen der zeitweilig verschandelten Landschaft, der Umsiedlungen der Bürger jener Ortschaften, die dem Tagebau zum Opfer fallen – vor allem aber aufgrund der Kohlendioxidproduktion. Denn Braunkohle setzt bei Verbrennung ein Drittel mehr Kohlendioxid frei als Steinkohle und fast dreimal so viel wie Erdgas. Dieses Problem lässt sich durch effizientere Kraftwerke vermindern. Schon jetzt betreibt Vattenfall Europe im Osten Deutschlands die effizientesten Braunkohlekraftwerke Europas (mit einem Wirkungsgrad von 43 bis 45 Prozent). Der Vorstandschef des Unternehmens, Klaus Rauscher, hält sogar 53 Prozent für erreichbar.
In den nächsten 20 Jahren müssen in Deutschland Kraftwerke mit einer Kapazität von 40 000 MW ersetzt werden, sagen die großen Energieversorger. Geplant sind effizientere Kohle- und Erdgaskraftwerke, bei denen durch höhere Wirkungsgrade Brennstoffeinsatz und Kohlendioxid-Emissionen pro erzeugter Energieeinheit deutlich sinken. Nach Angaben der VGB Power Tech, des Fachverbands der Strom- und Wärmeerzeuger, soll 2006 der Grundstein für sechs Steinkohlekraftwerke gelegt werden, die nach dem Konzept „Referenzkraftwerk NRW” ausgelegt sind. Ihr Wirkungsgrad beträgt knapp 46 Prozent. Dadurch sollen die Stromerzeugungskosten auf etwa 3,5 Cent je Kilowattstunde fallen. Die heute vorhanden Kohlekraftwerke haben im Schnitt einen Wirkungsgrad um 40 Prozent, das bedeutet, dass die neuen Kraftwerke auch erhebliche Mengen an Kohlendioxid einsparen. Verstromte man die heute eingesetzte Kohle in Kraftwerken mit bis zu sieben Prozent höherem Wirkungsgrad, könnte das etwa soviel Kohlendioxid vermeiden helfen wie alle heute in Deutschland installierten Windenergieanlagen, sagt Bradke.
CO2-freie fossile Kraftwerke sind vorerst Zukunftsmusik. Immerhin – das Energieunternehmen Vattenfall Europe plant südöstlich von Berlin den Bau einer Pilotanlage für CO2-freien Strom aus Braunkohle. Die 30-MW-Anlage soll im Jahr 2008 in Betrieb gehen. Und ab 2020, so sagte Klaus Rauscher jüngst in einem Gespräch mit der Süddeutschen Zeitung, könnte das erste kohlendioxidfreie Kraftwerk kommerziell einsatzfähig sein. Wie das bei der Verbrennung von Kohlenstoff immer anfallende Kohlendioxid abgetrennt und entsorgt werden kann, ohne in die Atmosphäre zu gelangen, wird zurzeit an vielen wissenschaftlichen Einrichtungen in Deutschland und weltweit erforscht. Der gerade angelaufene Handel mit Emissionszertifikaten dürfte diese Entwicklung beschleunigen.
Einige Fragezeichen bleiben. Was passiert mit der Kernenergie? Welche Rolle werden erneuerbare Energiequellen in fünf oder zehn Jahren spielen?
Aufgrund der wirtschaftlich schwierigen Situation der Bundesrepublik Deutschland sowie des gegenwärtig weit über den Expertenprognosen liegenden Öl- und Gaspreises macht ein Ausstieg wenig Sinn. Da Strom aus Kernenergie derzeit die niedrigsten Erzeugungskosten und die niedrigsten CO2-Vermeidungskosten habe, werde man wohl die Restlaufzeiten der vorhandenen Kernkraftwerke verlängern, meint Harald Bradke. Bleibt es dagegen beim Ausstieg, muss Ersatz her. Denn durch Energiesparen lässt sich die Lücke nicht annähernd schließen. Eine Studie über CO2-Vermeidungskosten des Instituts für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik der Technischen Universi-tät München kommt zu dem Ergebnis, dass sich dadurch bis 2020 der Stromverbrauch nur um fünf Prozent mindern ließe. Das reicht nicht. Man braucht deshalb mehr Kohle- und Erdgaskraft-werke und mehr erneuerbare Energiequellen. Solarstrom dürfte hieran wenig Anteil haben. Heute kostet er um 50 Cent/kWh. Ein Ausbau der Photovoltaik auf das Niveau der heutigen Wind-energie unter den Bedingungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes würde die Stromkunden zusätzlich acht Milliarden Euro pro Jahr kosten, heißt es in der Arbeit des Münchner Instituts.
Bleibt der Wind: „Die Windenergie ist technisch ausgereift, voll wettbewerbsfähig und deshalb nicht mehr förderungswürdig, erklärte Hans-Jürgen Cramer, Chef der Hamburger Elektrizitätswerke (HEW) bei einer Diskussion über hohe Strompreise. Das hören die Windenergie-Fachleute nicht so gerne, denn aufgrund der geringen Energiedichte bleibt Windenergie systembedingt teuer. Darüber kann die installierte Kapazität nicht hinwegtäuschen. Zwar steht den 17 000 MW installierter Leistung nur noch etwas mehr an Kernkraft (21 000 MW) gegenüber. Doch die Windkonverter lieferten 2004 lediglich 25 000 Gigawattstunden Strom, gegenüber 167 000 Gigawatt-stunden bei Kernkraftwerken. Die bislang errichteten Windräder „ersetzen” deshalb nicht mehr als drei herkömmliche Kernkraftwerke. Windenergie steht noch vor einem anderen Problem: Ihr Flächenbedarf erzeugt immer mehr Unmut. Selbst Jürgen Trittin räumte 2004 gegenüber dem „Spiegel” ein: „Es gibt in der Tat einen Nutzungskonflikt zwischen Erhalt der Natur und der Förderung einer erneuerbaren Energie.”
„Im Binnenland”, glaubt Michael Bartels vom EWI, „ist das Potenzial der Windenergie ohnehin bald erschöpft. Die Zukunft liegt im Off-shore-Bereich.” Das bedeutet: etliche tausend Windräder vor der Nord- oder Ostseeküste. Die größten Probleme sieht Bartels bei den Kosten. Ein weiterer Nachteil sei die verbraucherferne Lage im Norden, denn die Abnehmer für den Strom der neuen Windparks sitzen vor allem im Westen und Süden des Landes. Auch 2030 werde die Windenergie nicht wirtschaftlich sein, meint Bartels deshalb: „Sie muss weiter gefördert werden.”
Grundsätzlich gilt für die Energieversorgung der Bundesrepublik Deutschland in den nächsten Jahren: Einen echten Grund zur Sorge gibt es trotz der gegenwärtig überteuerten Preise für Erdöl und Erdgas nicht. Im Weltvergleich gesehen, verfügt das Land über eine effiziente Energieversorgung, die sich in Zukunft durch die breiten Forschungsanstrengungen noch verbessern wird. Voraussetzung ist allerdings, dass die modernen Technologien auch auf breiter Basis umgesetzt werden. ■
HEINZ HOREIS ist viel beschäftigter Autor von bild der wissenschaft. Im nächsten Heft berichtet er darüber, wie man mit Nobelpreisträgern Politik macht.
Heinz Horeis
COMMUNITY Fernsehen
Das Thema Energieversorgung der Zukunft hat es auch den Machern des Wissensmagazins „nano” angetan. Sie berichten in einem TV-Beitrag über ein Pilotprojekt in der Schweiz, bei dem die Unabhängigkeit vom Erdöl geprobt wird. Die Sendung wird erstmals am Donnerstag, den 29. September, um 18.30 Uhr auf 3Sat ausgestrahlt. Danach laufen Wiederholungen auf verschiedenen Sendern. Wann und wo, erfahren Sie im Web unter der Adresse: www.3sat.de/nano
Lesen
Energiereport IV
Studie des EWI der Universität Köln und der Prognos AG
Oldenbourg Verlag, München, 2005, ca. € 100,– ISBN 3-486-63089-X
Peter Hennicke, Michael Müller Weltmacht Energie S. Hirzel Verlag, Stuttgart, 2005, € 29,– ISBN 3-7776-1319-3
Johann Reiß, Hans Erhorn, Martin Reiber Energetisch sanierte Wohngebäude Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, 2005, € 37,– ISBN 3-8167-6148-8
Internet
Energiedaten – Zahlen und Fakten zur nationalen und internationalen Entwicklung, auf der Homepage des Bundeswirtschaftsministeriums: www.bmwa.bund.de/navigation/technologie-und-energie/ energiepolitik/energiedaten.html
Bundesdeutscher Arbeitskreis für Umweltbewusstes Management e.V. (B.A.U.M.): www.baumev.de
Homepage des Fraunhofer-ISI, von der viele Studien, auch in Kurzfassung, heruntergeladen werden können: www.isi.fraunhofer.de
Infos und Zahlen von der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen: www.ag-energiebilanzen.de
Wissensportal Energie der Energieagentur Nordrhein-Westfalen: www.wissensportal-energie.de
Esso Energieprognose zum Download (als pdf): www.esso.de/ueber_uns/info_service/publikationen/downloads/
Ressourcen, Reserven und Verfügbarkeit von Energierohstoffen (BGR): www.bgr.de/saf_energie/energiestudie_dt_2002.pdf
„Erdöl – Reserven, Ressourcen und Reichweiten” (vom BGR): www.bgr.de/aktthema/shortnews/erdoel_dgmk_2005/ dgmk_celle_final.pdf
„Erdöl und Erdgas im Irak/Iran” (Hilmar Rempel, BGR): www.bgr.de/b121/ctn1803.pdf www.bgr.de/b121/ctn2305.pdf
„Ölsande in Kanada” (Hans G. Babies, BGR): www.bgr.de/b121/ctn2003.pdf
„Energie hat ihren Preis” (Gerling, Rempel, Thielemann, Thoste, BGR): www.bgr.de/b121/ctn2205.pdf
Interaktive Infos zur Kernenergienutzung vom Deutschen Atomforum: www.datf.de/datf/interaktiv.php?navid=27
Ohne Titel
• Den Löwenanteil zur deutschen Primärenergieversorgung steuern Erdöl und Kohle bei. Daran wird sich auch in den nächsten Jahren kaum etwas ändern. Der Bau neuer, hocheffizienter Kohle- und Gaskraftwerke ist geplant. Der Beitrag der erneuerbaren Energien bleibt dagegen vorerst gering.
• Neue Kraftstoffe sind bereits verfügbar. Doch Benzin und Diesel werden noch lange die wichtigsten Treibstoffe bleiben.
• Die Industrie verwendet Energie immer sparsamer: Trotz Wirtschaftswachstum sinkt der Verbrauch. Doch es gibt noch reichlich zusätzliches Sparpotenzial.
• In privaten Haushalten wird äußerst verschwenderisch mit Energie umgegangen – etwa durch den Standby-Betrieb von elektrischen Geräten. Der Strombedarf wird weiter steigen.
• Erstmals seit der Katastrophe von Tschernobyl will die Mehrheit der Deutschen auch künftig auf die Nutzung von Kern- energie nicht verzichten. Experten raten, weiterhin mit auf den Beitrag der Kerntechnik zum deutschen Energie-Mix zu bauen.
Ohne Titel
Was Energie leistet, wird in Watt (W) gemessen. Dabei ist 1 Watt beispielsweise 1 Volt (V) mal 1 Ampère (A) oder 1 Joule (J) pro Sekunde (s). Die Arbeit 1 Joule wird verrichtet, wenn eine Kraft von 1 Newton (N) über 1 Meter (m) wirkt. Ein Newton ist die Kraft, um einem Körper mit der Masse 1 Kilogramm (kg) die Beschleunigung von 1 m/s² zu erteilen.
Um große Energieleistungen prägnant zu beschreiben, sind folgende Zusätze gebräuchlich:
Tausend Watt sind 1 Kilowatt (kW)
1 Million Watt sind 1 Megawatt (MW)
1 Milliarde Watt sind 1 Gigawatt (GW)
1 Billion Watt sind 1 Terawatt (TW)
1 Billiarde Watt sind 1 Petawatt (PW)
