Was können wir aus früheren Erfahrungen über die Dekarbonisierung lernen?

Ich entwickle diese Website seit fast zwei Jahren. Es begann mit meiner eigenen Neugier auf den Stand der Dekarbonisierung weltweit. Ich wollte wissen, wie viel unseres Stroms aus kohlenstoffarmen Quellen stammt, wie das in verschiedenen Ländern aussieht und wie es sich über die Zeit entwickelt hat und weiter entwickelt. Abgesehen davon, dass ich meine eigene Neugier befriedige, zielt diese Website darauf ab, Daten zur Dekarbonisierung und Elektrizität einer breiten Öffentlichkeit zugänglicher zu machen. Ich hoffe, dass dies zu einer rationaleren und bescheideneren Diskussion über die zukünftige Energiepolitik beitragen kann.

In der Energiepolitik-Debatte werden viele Behauptungen aufgestellt, oft mit viel Gewissheit und wenig Nuance. Wenn ich höre, dass eine bestimmte Menge einer bestimmten Energiequelle in einem bestimmten Zeitraum gebaut werden soll, oder dass man von einem bestimmten Anteil kohlenstoffarmen Stroms zu einem höheren innerhalb einer bestimmten Anzahl von Jahren kommen kann, oder dass alles, was wir brauchen, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen, politischer Wille ist – ist meine erste Frage, ob das schon jemand anderes erreicht hat. Unser Planet wird von etwa 200 verschiedenen Regierungen regiert, alle mit unterschiedlichen Energiepolitiken, und das ist in vielerlei Hinsicht ein großer Vorteil. Es bedeutet, dass wir, anstatt unsere Energie- und Klimazukunft auf eine einzige politische Verschreibung zu setzen, mit verschiedenen Strategien experimentieren und voneinander lernen können.

Dieser Artikel ist ein Versuch, einige der wichtigsten Fragen zu beantworten, wenn es um Dekarbonisierungsbemühungen geht, indem er auf unsere bisherigen und aktuellen Errungenschaften verweist. Ich möchte den Unterschied zwischen dem, was wir als möglich wissen, weil es bereits erreicht wurde, und dem, was wir nicht wissen, weil es noch nicht getan wurde, klarstellen.

Natürlich bedeutet die Tatsache, dass etwas noch nicht getan wurde, nicht, dass es nicht getan werden kann. Es ist definitiv wert, ausprobiert zu werden. Ich befürworte keine spezielle Herangehensweise gegenüber einer anderen. Ich plädiere für Demut. Es gibt definitiv eine Rolle für die Fürsprache spezifischer Technologien oder Politiken. Aber wir anderen sollten skeptisch bleiben. Selbst wenn wir glauben, dass die Wahrscheinlichkeit des Erfolgs unseres bevorzugten Ansatzes bei 90% liegt, erfordert das Risiko des Klimawandels, dass wir auch die 10% Chance des Scheiterns in Betracht ziehen.

Ohne weitere Umschweife springen wir zu den Fragen.

Kann ein Stromnetz zu 100% mit sauberen Energiequellen betrieben werden?

Ja. Fünf Länder erhalten bereits 100% ihres Stroms aus sauberen Energiequellen.

Äthiopien, Island, Bhutan, Paraguay und Albanien beziehen ihren gesamten Strom aus sauberen Energiequellen. Alle erhalten den Großteil ihres Stroms aus Wasserkraftwerken.

Kann ein Stromnetz zu 100% mit Wind- und Solarenergie betrieben werden?

Wir wissen es nicht. Am nächsten kamen wir auf 49%.

Im Jahr 2020 bezog Dänemark 45% seines Stroms aus Windenergie und weitere 3% aus Solarenergie. Während die Windkraft in Dänemark in den letzten zwei Jahrzehnten schnell gewachsen ist, wuchs sie im Jahr 2020 nicht weiter.

Von 0 auf 50% Wind- und Solarenergie zu gelangen, kann einfacher sein als von 50 auf 100%. Der Grund ist, dass Wind- und Solarenergie intermittierend sind – wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht, werden andere Energiequellen als Backup benötigt. Dänemark hat dieses Problem bisher gelöst, indem es auf fossile Brennstoffe (18%) sowie importierten Strom (19%) zurückgriff. Die vollständige Entfernung von fossilen Brennstoffen könnte durch die Erhöhung der Menge an importiertem Strom erreicht werden – wodurch Dänemark effektiv Teil eines größeren Netzes wird, das selbst vor den gleichen Herausforderungen steht, sich rein über Wind- und Solarenergie zu versorgen. Die andere Lösung wäre ein Ausbau der Energiespeicherung.

Das Problem ist, dass Dänemark momentan nahezu keine Energiespeicherkapazität hat. Es gibt zwei andere Länder, die das tun – Portugal verfügt über Speicher, die bei durchschnittlichem Stromverbrauch etwa 9 Stunden halten könnten, und Litauen könnte etwa 8 Stunden halten. Das ist wahrscheinlich nicht genug, um ein Netz, das zu 100% mit Wind- und Solarenergie betrieben wird, zu unterstützen. Aber es ist eine signifikante Grundlage, auf der man aufbauen kann.

Von den beiden Ländern hat Portugal am meisten Wind- und Solarenergie, die insgesamt 26% seines Stroms erzeugen. Die Wachstumsrate in Portugal ist langsamer, als sie es in Dänemark war. Der Anteil an Strom aus kohlenstoffarmen Quellen im Jahr 2020 war tatsächlich niedriger als 2014.

Kann ein Stromnetz zu 100% mit Kernenergie betrieben werden?

Wahrscheinlich. Der Rekord liegt bei 87%.

Frankreich bezog 67% seines Stroms aus Kernenergie im Jahr 2020. Der höchste Anteil, den es jemals aus Kernenergie gewonnen hat, war 79% im Jahr 2006. Litauen hält den Weltrekord – 1993 bezog es 87% seines Stroms aus Kernkraft. Es gibt keinen Grund, den ich kenne, warum man nicht von 79% oder 87% auf 100% oder darüber hinaus gehen könnte (überschüssiger Strom könnte exportiert und die weitere Elektrifizierung der Wirtschaft ermöglicht werden).

Muss man sich zwischen Kernenergie oder sauberen Energiequellen entscheiden?

Nein. Drei Länder beziehen bereits 90% oder mehr ihres Stroms aus einer Kombination von Kernkraft und sauberen Energiequellen.

Die Schweiz (99% kohlenstoffarmer Strom) und Schweden (98%) beziehen etwa ein Drittel ihres Stroms aus Kernkraft und den Großteil des Restes aus sauberen Energiequellen. Auch Frankreich bezieht seinen Strom aus einer solchen Kombination, wobei die Kernkraft einen viel größeren Anteil ausmacht (67%).

Kann eine große Wirtschaft auf kohlenstoffarmen Strom setzen?

Ja. Die siebtgrößte Wirtschaft der Welt tut dies bereits.

Frankreich ist die siebtgrößte Wirtschaft der Welt (gemessen am nominalen BIP). Sein Strom basiert zu 91% auf kohlenstoffarmen Quellen. Weitere erwähnenswerte Wirtschaften sind Kanada und Brasilien (beide 83% kohlenstoffarmer Strom).

Kann eine moderne Wirtschaft ohne fossile Brennstoffe funktionieren?

Wir wissen es nicht. Dies wurde noch nicht erreicht.

Elektrizität macht nur einen Teil unseres gesamten Energieverbrauchs aus. Tatsächlich wird der größte Teil der Energie, die wir nutzen, in Form von fossilen Brennstoffen verwendet, die in der Industrie, Landwirtschaft, im Transport, Heizung und so weiter direkt genutzt werden. Der Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft erfordert, dass wir nicht nur 100% kohlenstoffarme Elektrizität erreichen, sondern diese Sektoren auch elektrifizieren.

Weltweit kommen nur 17% der Energie, die wir nutzen, in Form von Elektrizität. Aber einige Länder sind stärker elektrifiziert als andere. Die Länder, die den höchsten Anteil ihrer Energie aus Elektrizität beziehen, sind Norwegen (49%), Paraguay (47%), Tadschikistan (46%) und Bhutan (43%). Zufälligerweise beziehen diese vier Länder auch 93-100% ihrer Elektrizität aus kohlenstoffarmen Quellen. Insgesamt erhalten sie also fast 50% ihrer gesamten Energie aus kohlenstoffarmen Quellen. Ziemlich beeindruckend, aber immer noch weit entfernt von dem Ziel, 100% einer Wirtschaft ohne fossile Brennstoffe zu betreiben.

Kann man die Stromerzeugung durch Reduzierung der Nachfrage dekarbonisieren?

Ja. Ein Land hat das geschafft.

Im Jahr 1987 stammten 39% der Elektrizität in Nordkorea aus kohlenstoffarmen Quellen (allesamt aus Wasserkraft). Dies war sehr nah am damaligen Weltdurchschnitt (36%). Im Jahr 2019 kamen 87% der Elektrizität in Nordkorea aus kohlenstoffarmen Quellen – ein erstaunlicher Erfolg bei der Dekarbonisierung. Wie hat das Land dies erreicht? Die Erzeugung von Wasserkraft ist in der Tat in diesem Zeitraum überhaupt nicht gewachsen. Stattdessen reduzierten sie die gesamte Stromerzeugung – von 35 TWh im Jahr 1989 auf 16 TWh im Jahr 2019.

Von den anderen 26 Ländern, die derzeit 80% oder mehr ihres Stroms aus kohlenstoffarmen Quellen beziehen, hat keines seinen Erfolg durch die Reduzierung der Nachfrage erreicht. Alle schafften dies durch Investitionen in kohlenstoffarme Stromerzeugung.

Es ist auch wichtig zu beachten, dass nur 9% der gesamten Energieversorgung Nordkoreas elektrifiziert ist. Während Nordkorea zeigt, dass es möglich ist, sein Stromnetz durch die Reduzierung der Nachfrage zu dekarbonisieren, zeigt es nicht, dass man die Energieversorgung als Ganzes dekarbonisieren kann, ohne in kohlenstoffarme Energiequellen zu investieren. Um 100% kohlenstoffarme Energie zu erreichen, ohne kohlenstoffarme Quellen zu erweitern, müsste Nordkorea sowohl alles elektrifizieren als auch den gesamten Energieverbrauch um etwa 90% reduzieren.