Was können wir aus vergangenen Erfahrungen über die Dekarbonisierung lernen?

Seit fast zwei Jahren entwickle ich diese Website. Alles begann mit meiner eigenen Neugier auf den Stand der Dekarbonisierung weltweit. Ich wollte wissen, wie viel unseres Stroms aus kohlenstoffarmen Quellen stammt, wie die Situation in verschiedenen Ländern aussieht und wie sich dies im Laufe der Zeit entwickelt hat und weiterhin entwickelt. Abgesehen davon, dass ich meine eigene Neugier befriedigen möchte, zielt diese Website darauf ab, Daten zu Dekarbonisierung und Strom für eine breitere Öffentlichkeit zugänglicher zu machen. Ich hoffe, dass dies zu einer rationaleren und bescheideneren Diskussion über die Energiepolitik der Zukunft beiträgt.

In der Debatte über die Energiepolitik gibt es viele Behauptungen, oft mit großer Sicherheit und wenig Nuance. Wenn ich höre, dass in einem bestimmten Zeitraum eine bestimmte Menge einer Energiequelle gebaut werden soll, oder dass wir innerhalb einer bestimmten Anzahl von Jahren von einem bestimmten Prozentsatz an kohlenstoffarmem Strom zu einem höheren wechseln sollen, oder dass alles, was nötig ist, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen, der politische Wille ist – meine erste Frage ist, hat jemand anderes das schon erreicht? Unser Planet wird von rund 200 verschiedenen Regierungen geführt, alle mit unterschiedlichen Energiepolitiken, und das ist in vielerlei Hinsicht ein großer Vorteil. Das bedeutet, dass wir anstatt unsere Energie- und Klimazukunft auf eine einzige politische Vorgabe zu setzen, mit verschiedenen Strategien experimentieren und von den Erfahrungen anderer lernen können.

Dieser Artikel ist ein Versuch, einige der wichtigsten Fragen zu den Bemühungen um Dekarbonisierung zu beantworten, indem er auf unsere Vergangenheit und gegenwärtigen Erfolge hinweist. Ich möchte den Unterschied zwischen dem, was wir als möglich wissen, weil es bereits erreicht wurde, und dem, was wir nicht wissen, weil es bisher nicht erreicht wurde, klären.

Natürlich bedeutet die Tatsache, dass etwas noch nicht erreicht wurde, nicht, dass es nicht erreichbar ist. Was es bedeutet, ist, dass wir nicht wissen, dass es erreicht werden kann. Es ist definitiv einen Versuch wert. Ich befürworte nicht einen Ansatz gegenüber einem anderen. Ich befürworte Bescheidenheit. Es gibt sicherlich eine Rolle für die Befürwortung spezifischer Technologien oder Politiken. Aber der Rest von uns sollte skeptisch bleiben. Selbst wenn wir glauben, dass es eine 90%ige Chance auf Erfolg unseres bevorzugten Ansatzes gibt, erfordert das Risiko des Klimawandels, dass wir auch die 10%ige Chance des Scheiterns in Betracht ziehen.

Ohne weitere Umschweife, lassen Sie uns in die Fragen eintauchen.

Kann ein Stromnetz zu 100% mit erneuerbarer Energie betrieben werden?

Ja. Fünf Länder beziehen bereits 100% ihres Stroms aus erneuerbaren Energiequellen.

Äthiopien, Island, Bhutan, Paraguay und Albanien beziehen ihren Strom vollständig aus erneuerbaren Energiequellen, wobei alle den Großteil ihrer Elektrizität aus Wasserkraft gewinnen.

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

Wir wissen es nicht. Der bisher höchste Anteil liegt bei 49%.

Im Jahr 2020 bezog Dänemark 45,4% seines Stroms aus Windenergie und weitere 3,4% aus Solarenergie. Während Windenergie in Dänemark in den letzten zwei Jahrzehnten schnell ausgebaut wurde, stagnierte sie 2020.

Von 0 auf 50% Wind- und Solarenergie zu kommen mag einfacher sein als von 50 auf 100%. Der Grund dafür ist, dass Wind- und Sonnenenergie 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%) setzte. Den Verzicht auf fossile Brennstoffe könnte man durch eine Erhöhung der Menge an importiertem Strom erreichen – wodurch Dänemark effektiv Teil eines größeren Netzes wird, das selbst vor den Herausforderungen steht, rein auf Wind- und Solarenergie zu setzen. Eine andere Lösung ist der Ausbau von Energiespeichern.

Das Problem ist, dass Dänemark derzeit nahezu keine Energiespeicherkapazität hat. Es gibt zwei andere Länder, die dies haben – Portugal verfügt über Speicher, die bei durchschnittlichem Stromverbrauch etwa 9 Stunden halten könnten, und Lithauens Speicher würden etwa 8 Stunden halten. Dies ist wahrscheinlich nicht genug, um ein Netz zu unterstützen, das zu 100% auf Wind und Solar läuft. Aber es ist eine bedeutende Grundlage, auf der man aufbauen kann.

Von den beiden hat Portugal den höchsten Anteil an Wind- und Solarenergie – insgesamt 26% seines Stroms. Das Wachstum in Portugal ist langsamer als in Dänemark. Der Anteil des Stroms, der 2020 aus kohlenstoffarmen Quellen stammte, war tatsächlich niedriger als 2014.

Kann ein Stromnetz zu 100% mit Kernenergie betrieben werden?

Wahrscheinlich. Der Rekord liegt bei 87%.

Frankreich bezog 2020 67% seines Stroms aus Kernenergie. Der höchste Anteil, den es jemals aus Kernenergie bezogen hat, lag 2006 bei 79%. Litauen hält den Weltrekord – 1993 bezog es 87% seines Stroms aus Kernenergie. Es gibt keinen Grund, den ich kenne, warum man nicht von 79% oder 87% auf 100% hochgehen könnte oder darüber hinaus (überschüssiger Strom könnte für den Export verwendet werden und um eine weitere Elektrifizierung der Wirtschaft zu ermöglichen).

Müssen Sie sich entweder für Kernenergie oder erneuerbare Energien entscheiden?

Nein. Drei Länder beziehen bereits 90% oder mehr ihres Stroms aus einer Kombination von Kernenergie und erneuerbaren Energien.

Die Schweiz (99% kohlenstoffarmer Strom) und Schweden (98%) beziehen jeweils etwa ein Drittel ihres Stroms aus Kernenergie und den Großteil des Rests aus erneuerbaren Energien. Auch Frankreich bezieht seinen Strom aus einer solchen Kombination, jedoch macht Kernenergie einen wesentlich größeren Anteil aus (67%).

Kann eine große Volkswirtschaft auf kohlenstoffarmen Strom angewiesen sein?

Ja. Die siebtgrößte Volkswirtschaft der Welt tut dies bereits.

Frankreich ist die siebtgrößte Volkswirtschaft der Welt (gemessen am nominalen BIP). Sein Strom basiert zu 91% auf kohlenstoffarmen Quellen. Andere bedeutende Volkswirtschaften, die erwähnenswert sind, 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.

Strom macht nur einen Teil unseres gesamten Energieverbrauchs aus. In der Tat wird die meiste Energie, die wir nutzen, in Form von fossilen Brennstoffen direkt in der Industrie, Landwirtschaft, im Verkehr, der Heizung und so weiter genutzt. Der Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft erfordert, dass wir nicht nur 100% kohlenstoffarmen Strom erreichen, sondern auch diese anderen Sektoren elektrifizieren.

Weltweit kommen nur 17% der von uns genutzten Energie in Form von Strom. Einige Länder sind jedoch stärker elektrifiziert als andere. Die Länder mit dem höchsten Anteil an Energie aus Strom sind Norwegen (49%), Paraguay (47%), Tadschikistan (46%) und Bhutan (43%). Es ist nur ein Zufall, dass diese vier Länder auch 93-100% ihres Stroms aus kohlenstoffarmen Quellen beziehen. Insgesamt nutzen sie also fast die Hälfte ihrer gesamten Energie aus kohlenstoffarmen Quellen. Ziemlich beeindruckend. Aber immer noch weit davon entfernt, das Ziel zu erreichen, 100% einer Wirtschaft ohne fossile Brennstoffe zu betreiben.

Können Sie die Stromerzeugung durch die Reduzierung der Nachfrage dekarbonisieren?

Ja. Ein Land hat dies getan.

1987 kamen 39% des Stroms in Nordkorea aus kohlenstoffarmen Quellen (alles aus Wasserkraft). Dies lag sehr nahe am damaligen Weltdurchschnitt (36%). 2019 stammten 87% des Stroms in Nordkorea aus kohlenstoffarmen Quellen – ein beeindruckender Erfolg bei der Dekarbonisierung. Wie wurde dies erreicht? Der Ausbau der Wasserkraft fand in diesem Zeitraum nicht statt. Stattdessen reduzierte man 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 haben in kohlenstoffarme Stromerzeugung investiert.

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 gesamte Energieversorgung 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% senken.