Schiefergas und CCS bleiben weit unter den Erwartungen. Sonnen-, Wind- und Bio-Energie wachsen exponentiell und über den Erwartungen..

31.Dezember 2013

Schiefergas und Schieferöl werden vielfach als Revolution im Energiebereich gefeiert: “Game Changer”, Re-Industrialisierung durch billige Energie, die IEA prognostizierte letztes Jahr, dass U.S.  Saudi Arabien bis 2020 überholen würde als der weltgrösste Ölproduzent -  so euphorisch wurde der Schiefergasboom willkommen geheissen. Kohlekraftwerke können auf das billiger gewordene Gas umgestellt werden. Damit werden die CO2 Emissionen reduziert. Ausserdem – so wird weiter von den Verfechtern argumentiert -  könnten in Zukunft die CO2 Emissionen nicht nur von Kohle- sondern auch von Gaskraftwerken durch CCS (Carbon Capture and Storage) fast ganz eliminiert werden. Ãœber den Stand dieser beiden Technologien haben wir vor 3 Jahren berichtet: “Schiefergas: Gasmarkt-Revolution, Brückentechnologie oder Umweltgefahr? und  CO2 -Abscheidung und -Lagerung (CCS): trotz ungelöster Probleme unerlässlich für den Klimaschutz

Inzwischen liegen über diese beide Techniken, auf die auch heute noch viele sehr grosse Hoffnungen setzen, umfangreiche mehrjährige Erfahrungen vor. Leider sind diese sehr enttäuschend. Es zeigen sich klare Begrenzungen und Schwierigkeiten. Das im Gegensatz zu den erneuerbaren Energien. Sonnen-, Wind- und Bio-Energie, wachsen weiter  exponentiell mit hohen Wachstumsraten in allen Teilen der Welt.

Im folgenden stellen wir anhand neuer Berichte und Analysen den Stand in den drei für die Klimafrage entscheidenden Technologien dar.

Schiefergas und Schiefer̦l Рschon bald ersch̦pft

Einer nüchternen wissenschaftlichen Betrachtung halten die genannten hohen Erwartungen nicht stand. In einem Bericht von einer Tagung der American Geophysical Union hat der Geophysikprofessor der Chicago University Ray Pierrehumbert (Klimainteressierten ist er unter anderem als Autor des Realclimate Blogs bekannt) die Beurteilung der Geologie-Forscher unter dem Titel “The Myth of Saudi America” zusammengefasst.

Das Hauptproblem einer” fracking” Bohrung ist, dass die Öl- und Gas-Ausbeute innerhalb von wenigen Monaten drastisch abnimmt wie folgendes Bild aus den Quellen des Bakken Vorkommens zeigt. Das Bakken Schiefergasvorkaommen ist eines der grössten und auch ein eher leicht erschliessbares.

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Allein um die Produktion der aktiven Bohrlöcher (zur Zeit 82 000) aufrechtzuerhalten, müssen deshalb ständig neue Quellen gefunden und Löcher gebohrt werden, bei der gegenwärtigen Produktion wären das pro Jahr 6000 neue Bohrungen. In einem Beitrag in Business Week wird darauf hingewiesen, dass das pro Jahr 35 Mrd Dollar kostet. Ausserdem sind die neuen Bohrungen weniger produktiv, da die besten Standorte schon angezapft sind. Analysten und Banken äussern zunehmend Zweifel an der Wirtschaftlichkeit, einige Firmen müssen bereits grössere Abschreibungen tätigen, siehe z.B. Aargauer Zeitung.

David Hughes, ein Geowissenschafter hat die Lebensdauer der Fracking Quellen im Detail analysiert. Er rechnet deshalb mit einem Produktionspeak im Jahr 2017 und danach mit einem Abfall – siehe folgendes Bild. Weitere Informationen dazu im  Jeremy Leggett Blog.

Weitere Einwände zur Schiefergas Technologie betreffen die Klimawirkung. Der grosse Energiebedarf der fracking Bohrungen und die Methan-Leckage lassen eine positive Auswirkung auf die CO2 Emissionen fraglich erscheinen. Climate Progress  hat die wissenschaftlichen Studien dazu zusammengestellt. Weitere Einwände betreffen den enormen Wasserbedarf, dies und Begrenzungen durch andere geologische Bedingungen begrenzen die Exportierbarkeit dieser Technik in andere Länder. Dazu siehe auch Economist über fracking in Europa.

Schiefergas und -Öl liefern ein paar Jahre einen nicht vernachlässigbaren Beitrag zur Versorgung der USA. Ihr Beitrag zur weltweiten CO2 Emissionsminderung ist jedoch vernachlässigbar unter Umständen sogar kontraproduktiv.

 

CCS – zu aufwendig und zu spät für rechtzeitigen Klimaschutz

CCS wird vom IEA oder vom World Energy Council in deren World Energy Scenarios oder auch von Exponenten der Energieindustrie wie Shell Chef Peter Voser eine Schlüsselrolle bei der Bewältigung der Klimaproblematik zugeschrieben. Um jedoch auch nur einen 10% Anteil an den für das 2 Grad Ziel nötigen Emissionsreduktionen zu erreichen, müssten CCS Anlagen innerhalb der nächsten 20 Jahre – das ist die Zeit, die noch zur Verfügung steht – eine Grössenordnung von mindestens 3000 Millionen tCO2 /a (3Gt/a) erreichen. Der momentane Stand der CCS Technik ist im Status Report  des Global CCS Institute umfassend dargestellt.

Die CCS Technologie entwickelt sich zwar weiter, jeder einzelne Prozessschritt ist prinzipiell als machbar nachgewiesen, das Fortschrittstempo ist jedoch meilenweit unter dem Wert, der für einen substantiellen Beitrag zur Klima-Mitigation nötig wäre. Die gegenwärtig 12 laufenden Gross-CCS Projekte weltweit liefern einen Beitrag von nur gerade 25 Millionen t CO2 / a.

Eine Reihe von Hindernissen stehen einer schnelleren Ausbreitung entgegen. Im Bericht werden fehlende Wirtschaftlichkeit und öffentliche Akzeptanz hervorgehoben. Wesentlich gravierender dürfte sein, dass für das genannte Volumen von 3000 Mio t CO2 /a eine gigantische Infrastruktur an Pipelines, Kompressorstationen zusätzlich zu den Abscheideanlagen erforderlich ist.  Vaclav Smil schreibt dazu in“Energy at the Crossroads“: Dieses Volumen bräuchte eine Infrastruktur von der gleichen Grössenordnung wie die gesamte Ölindustrie, deren Kapazitäten in einem Zeitraum von mehr als 100 Jahren aufgebaut wurden.

Dennoch muss CCS eine wichtige Aufgabe bei der CO2 Reduktion spielen, bei bestimmten industriellen Prozessen, die immerhin 20 % zu den Emissionen beitragen, ist CCS die einzige Möglichkeit. Gerade bei Industrieanwendungen gibt es zu wenig Aktivitäten. Gerade zwei Projekte für die Eisenindustrie sind in Planung, kein einziges beim Zement.

Ein zusammenfassender Kommentar zum CCS Status Report findet sich  auf Climate Progress.

Das  US Department of Energy schätzt vor allem die Wirtschaftlichkeit sehr kritisch ein reports:

“Existing CO2 capture technologies are not cost-effective when considered in the context of large power plants. Economic studies indicate that carbon capture will add over 30% to the cost of electricity for new integrated gasification combined cycle (IGCC) units and over 80% to the cost of electricity if retrofitted to existing pulverised coal (PC) units. In addition, the net electricity produced from existing plants would be significantly reduced—often referred to as parasitic loss—since 20-30% of the power generated by the plant would have to be used to capture and compress the CO2.”

Die grösste Schwierigkeit für eine schnellere Einführung von CCS in grossem Massstab dürfte allerdings der grosse Planungs- und Umsetzungsaufwand für solche Grossinfrastrukturprojekte sowie die diffusen Verantwortlichkeiten (Privatfirmen oder Regierungen?) sein. Selbst im erwähnten World Energy Scenarios Bericht hofft man auf das Wunder eines “schwarzen Schwans”, um die angenommenen CCS Ziele zu erreichen.

Die erneuerbaren Energien wachsen exponentiell in allen Teilen der Welt

In starkem Kontrast zu den enttäuschenden Entwicklungen bei den von vielen favorisierten Emissions-Reduktions-Techniken entwickeln sich die erneuerbaren Energien mit grosser Dynamik in allen Teilen der Welt. Der aktuelle Stand wird in dem ausführlichen Bericht von REN 21 dargestellt. Hier führen wir nur einige wenige beispielhafte Highlights an:

In China nahm die Stromerzeugung durch Wind mehr zu als die von Kohle, die produzierte Menge übertraf erstmals die der Kernkraftwerke.

In der EU wurden 70 % der neuinstallierten Kapazitäten durch Erneuerbare, vor allem PV und Wind erreicht. 2011 lieferten die Erneuerbaren 20,6 % des Stromverbrauchs und 13,4 % des Gesamtenergieverbrauchs.

In den USA wurde mehr Windkraft installiert als in jede andere Technologie, etwa 50 % der neuinstallierten Kapazität.

Dänemark und Italien haben mit etwa 30 % der Elektrizität bereits hohe Durchdringungsgrade von Erneuerbaren erreicht.

 

Die Wachstumsraten sind trotz einiger Schwierigkeiten infolge der Wirtschaftskrisen weiterhin sehr hoch, siehe Bild.

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Die Entwicklung der Erneuerbaren erfolgt wesentlich schneller als von den meisten, vor allem von der traditionellen Energiewirtschaft prognostiziert. Die IEA prognostizierte zum Beispiel vor 10 Jahren einen Anteil von 4,4% der Erneuerbaren an der weltweiten Elektrizitätsproduktion im Jahr 2030.  Dabei wurden 2012 schon 5% erreicht.

Dennoch wird insgesamt in die Erneuerbaren mit jährlich ca  244 Mrd $ wesentlich weniger investiert als in die Erschliessung neuer fossiler Quellen, für die 647 Mrd $ aufgewendet werden  ( ETH  Klimablog )

Die politischen und gesellschaftlichen Kräfte, die diesen Zustand bestimmen, werden sehr detailliert in dem Buch von Jeremy Leggett “The Energy of Nations” beschrieben.

Autor: Klaus Ragaller

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