Stromversorgung mit 100% erneuerbaren Energien in 10 Jahren: ein detaillierter Plan für Australien
Kann man ein Industrieland schon bald erneuerbar mit Strom versorgen?
Erneuerbare Energien? Zu teuer, zu unzuverlässig – das sind die zuerst genannten Einwände vieler Kritiker. Als weitere Argumente werden der gewaltige Resourcenverbrauch angeführt, um die flächenmässig riesige Infrastruktur zu erbauen. Gibt es dafür überhaupt genügend Aluminium, Stahl, Beton und wieviel Energie muss für deren Herstellung aufgewendet werden? Allfällige positive Auswirkungen auf den Arbeitsmarkt seien teuer erkauft und der ganze Weg unrealistisch und schädlich für die Wirtschaft. Besonders gewichtig ist, dass diese Argumente auch von Wirtschaftsvertretern und deren Verbänden und vor allem auch von Exponenten der Elektrizitätswirtschaft vorgebracht werden(z.B. ETH Klimablog). Selbst viele ernsthaft um Lösungen Bemühte sehen aufgrund dieser Argumente keinen substantiellen Beitrag der Erneuerbaren zu unserer Energieversorgung. Etwas hilflos wird nach Forschung gerufen, in der Hoffnung diese könne eine Lösung aus dem Hut zaubern.
Die Einwände zeigen zwar, dass eine Umstellung auf Erneuerbare Energien nicht einfach sein wird. Daraus zu schliessen, dass sie nicht machbar sei, ist allerdings voreilig. Vertiefte Studien, die sich ernsthaft mit dieser Umstellung befassen, kommen zum Schluss, dass die Probleme gelöst werden können und zwar mit beherrschbarem Aufwand und mit insgesamt wirtschaftsverträglichen Auswirkungen. Ökonomen kommen immer wieder zum Schluss, dass die Gesamtkosten der Umstellung unter 1% des BSP liegen (und wesentlich tiefer als zu erwartende Schadenskosten ohne Mitigation) siehe z.B. dazu unseren früheren Beitrag. Die gesamtwirtschaftlichen Betrachtungen liefern allerdings keine Antworten auf einige der genannten spezifischen Einwände gegen die erneuerbaren Energien. Dies leisten neuere Berichte, die für einzelne Länder von Experten ausgearbeitet werden als Basis für die politischen Entscheidungen. Im vorletzten Beitrag haben wir eine solche Studie für Deutschland vorgestellt. Soeben erschien eine detaillierte Studie für Australien “Zero Carbon Australia Stationary Energy Plan” die die Umstellung der Stromversorgung innerhalb von 10 Jahren vollständig auf erneuerbare Energien zum Ziel hat.
Ein Plan für Australien: Zero Carbon Australia Stationary Energy Plan ZCA2020
Der Bericht beginnt mit einer Begründung für die Zielerreichung innerhalb von 10 Jahren: die IPCC Aussagen und die zu beobachtende noch beschleunigte Entwicklung z.B. was die arktische Seeeisbedeckung betrifft. Aus dem 2 Grad Ziel und einer pro Kopf-Betrachtung des maximal zulässigen CO2 Ausstosses wird das Ziel 100 % Erneuerbare Energien für die Stromversorgung abgeleitet.
Für den Elektrizitätsverbrauch wird bis 2020 gegenüber heute eine Steigerung von 40% angenommen als Folge der nötigen massiven Reduktion des Gesamtenergieverbrauchs durch Einsparungen im Bereich Heizen und Verkehr. Aus dem kurzen Zeithorizont folgt, dass nur bereits jetzt kommerziell verfügbare Technologien in Frage kommen: Wind, solarthermische Kraftwerke (CSP =Concentrating Solar Power, im Bericht CST genannt) mit Salzspeichern und (in bescheidenem Massstab) Fotovoltaik. Zusätzlich wird nur ein minimaler Backup durch Biomasse-Kraftwerke und die existierenden Wasserkraftwerke benötigt. Damit kann eine 100% zuverlässige Versorgung erreicht werden, wie durch umfangreiche Modellierungen mit hoher Zeitauflösung gezeigt wird. Dies deckt sich mit den Ergebnissen des deutschen Berichts, den wir im vorletzten Beitrag vorgestellt haben, auch wenn dort ein anderer Mix von Produktions- und Speichertechnologien verwendet wird (für jedes Land wird sich ein etwas anderer optimaler Mix von Erneuerbaren ergeben).
Der Bedarf im Jahr 2020 von 325 TWh wird zu 40 % aus Windanlagen mit einer Gesamt-Leistung von 50 GW geliefert, der Rest von CSP Kraftwerken mit einer Leistung von 42,5 GW. Die gesamten Investitionskosten liegen bei 370 Mrd austr. Dollar (1 austr. Dollar = 0.92 SFr). Die Kraftwerke sind an speziell geeigneten Standorten geplant, 23 Standorte für Wind und 12 für die CSP Kraftwerke. Der Flächenbedarf für jeden der 12 CSP Standorte beträgt ca 15×15 km. Zu jedem CSP Standort gehören 13 Einzelkraftwerke mit einem Turm und je 18’000 Heliostaten mit einer Leistung von je 217 MW, siehe Bild.
Die Standorte werden mit einem leistungsfähigen Netz verbunden, ein wesentliches Element um die Schwankungen der verschiedenen Produktionstechniken auszugleichen.
Die Kosten werden in dem Bericht sehr ausführlich untersucht. Bereits bei einem Zwischenstand von installierten 8,7 GW für die CSP Anlagen werden Elektrizitätspreise von 5-6 c/kWh erreicht in heutigen Australischen Dollar. Dies ist konkurrenzfähig zu Strom aus Kohlekraftwerken. Die Schlüsselfaktoren für diese Verbilligung sind Skaleneffekte beim Bau der Kraftwerke (Kraftwerks-Pipeline) und bei der Massenfabrikation der Heliostat-Spiegel. Dieses Ergebnis deckt sich in etwa mit den Aussagen der deutschen Studie, die ebenfalls nach einer (allerdings dort viel längeren) Anfangsphase mit erhöhten Kosten im weiteren Verlauf zu konkurrenzfähigen Kosten kommt.
Der Aufwand an Geld und Resourcen liegt im “normalen” Bereich
Interessant sind einige weitere Ergebnisse der australischen Studie. Die Gesamtkosten der Umstellung werden mit dem GDP verglichen, wie das Bild zeigt liegen die Investitionskosten während der Bauzeit von 10 Jahren bei etwa 3 % des GDP. Die Erneuerbaren haben hohe Kapitalkosten dafür niedrige Betriebskosten. Die hohen Anfangsinvestitionen werden bis 2040 amortisiert, wenn Emissionen und Ölkosten nicht eingerechnet werden. Deren Berücksichtigung gibt entsprechend wesentlich kürzere payback Zeiten.
Interessant ist auch der Vergleich mit den verschiedenen Branchen der australischen Volkswirtschaft. Selbst dieses Riesenprojekt mit forcierter Bauzeit liegt absolut im Rahmen der Grössenordnungen dessen, was die Volkswirtschaft im Infrastrukturbereich und in vielen anderen Bereichen leistet.
Dies gilt auch für die Bereitstellung der riesigen Mengen von Beton und Stahl für den Bau der sehr grossflächigen Anlagen. Nur ein Bruchteil des jährlichen Bedarfs müsste abgezweigt werden.
Nicht vernachlässigbarer Zusatznutzen
Die bei der Herstellung und beim Bau der Anlagen entstehenden CO2 Emissionen werden mit denjenigen anderer Stromproduktionstechnologien verglichen. Sowohl Wind als auch CSP Anlagen haben die niedrigsten Lebenszyklus-Emissionen aller verfügbaren Technologien. Nuklearkraftwerke sind z.B. um Faktoren grösser als die der CSP Kraftwerke (wegen der Gewinnung des Brennstoffs).
Schliesslich ist in dem Bericht auch die Auswirkung auf den Arbeitsmarkt quantifiziert. Während der 10 jährigen Bauzeit aber auch im anschliessenden Betrieb entstehen neue Arbeitsplätze in grosser Zahl. (Einwohnerzahl von Australien liegt bei 21 Mio).
Die Umsetzung bleibt wegen vielfältiger Widerstände schwierig
Der australische Bericht endet mit folgender Zusammenfassung: 100 % erneuerbare Energie in zehn Jahren ist erreichbar und notwendig um Australiens Energiesicherheit, die nationale Sicherheit und den wirtschaftlichen Wohlstand zu sichern. Australien hat einige der besten erneuerbaren Energieresourcen und sollte sich als Führer in der sich entwickelnden erneuerbaren Energie-Wirtschaft etablieren. Politik und Gesellschaft müssten sich allerdings mit schnell und klar für diesen Weg entscheiden.
Die australische Regierung hat sich laut Bericht im IEEE bis jetzt für lediglich 20 % dieses Ziels entschieden.
Eine Wirtschaft ohne fossile Energie erscheint vielen wenn nicht völlig unmöglich so doch nur mit dramatischen Wohlstandseinbussen erreichbar. Schon bei Technologieumstellungen viel geringerer Tragweite gibt es immer grosse Widerstände und Beharrungskräfte. Die meisten Argumente findet man typischerweise für das Beharren im “Business As Usual”. Die Risiken und Unsicherheiten liegen bei der neuen Technologie. Alle uns heute selbstverständlichen Technologien mussten so eine Unsicherheitsphase überwinden. Berühmt ist das Diktum des IBM Chefs Thomas Watson: “I think there is a world market for maybe five computers” oder der Thermodynamik-Professor, der die Raumfahrt für unmöglich hielt, weil dazu Raketen von der Grösse eines Kirchturms nötig wären.
Neben diesen für jede neue Technologie üblichen Hindernissen kommt bei den Erneuerbaren noch bei vielen eine Verunsicherung über den Stand oder sogar die Glaubwürdigkeit der Klimaforschung dazu. Nur die praktische Demonstration der Funktion und der Wirtschaftlichkeit Erneuerbarer Energien – auch wenn sie wie in Australien nur 20 % des Potentials ausschöpfen wird – wird dies ändern können.
Autor: Klaus Ragaller
bisher 1 Kommentar 17. Juli 2010