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Die Energiewende aus Stoffstromsicht

Die Energiewende ist möglich – der gesamte Energiebedarf der Menschheit kann mit regenerativen Techniken gewonnen werden. Das ist die These von Harry Lehmann, er leitet den Fachbereich 1 - Umweltplanung und Nachhaltigkeitsstrategien - beim Umweltbundesamt. Mit Windkraftanlagen und Parabolrinnenkraftwerken stehen bereits erprobte Technologien zur Verfügung. Für einen zukünftigen Technologiemix ist es jedoch sinnvoll, Innovationen auf anderen Technologiefeldern voranzutreiben. Ein Stoffstrommanagement für die Energiewende ist nach Harry Lehmann durchaus machbar. Kritische Ressourcen, etwa für die Steuerungselektronik, sind mit Vorsicht zu behandeln. Nicht zuletzt kommt es darauf an, die Massenströme richtig zu lenken. Sollte das jetzige Zeitalter, das durch fossile und nukleare Energiegewinnung geprägt ist, auf breiter Front von einer regenerativen Ära abgelöst werden, dürften große Materialmengen für die Errichtung der neuen Anlagen anfallen. Die Betriebsphase ist dagegen vergleichsweise ressourcenextensiv – anders als bei fossilen Kraftwerken müssen nicht permanent Brennstoffe zugeführt werden. Entscheidend für das Stoffstrommanagement der Zukunft sind nicht zuletzt Langlebigkeit und Remanufacturing.

DESERTEC

FRAGE: Strom aus der Wüste ist keine Utopie mehr. Über lange Zeit hat der Club of Rome das Projekt DESERTEC vorangetrieben. Ein Konsortium unter Führung der Münchener Rück hat sich der Idee angenommen. Die Eckdaten sind beeindruckend: eine Investition von 400 Milliarden Euro steht im Raum. In Zukunft sollen immerhin 15 Prozent des europäischen Stroms aus der Wüste kommen. Schauen wir uns solch ein solarthermisches Kraftwerk mal aus Stoffstromsicht an. Was ist dazu zu sagen?

LEHMANN: Aus Stoffstromsicht ist es machbar. Wir haben, da war ich noch beim Wuppertal Institut, uns solche Kraftwerke angeschaut, und sie haben, verglichen mit anderen Kraftwerken, insbesondere fossilen, einen kleineren Ressourcenrucksack. Das Problem ist Wasser, und ies ist eine Frage der Kühlung und der Spiegelreinigung.

Aber zu DESERTEC vielleicht eine Vorbemerkung. Wie das Projekt derzeit verkauft wird – als reines Kraftwerkprojekt, das Strom erzeugen soll – halte ich es für nicht vollständig und für nicht richtig. Die Ursprungsidee des Club of Rome...

FRAGE: ...TREC hieß das Projekt damals...

LEHMANN: ...wie wir sie 2004 in Bonn vorgestellt haben, ging ja dahin, in den nordafrikanischen Ländern ein kombiniertes System aus Windenergie, Photovoltaik und solarthermischen Kraftwerken – Parabolrinne oder Solarturm – zu installieren; zusammen mit Entsalzung und Produktion von regenerativer Energie für den Binnenmarkt, plus Verkauf des Überschusses an Europa. Ein weiterer Vorschlag, den ich damals gemacht habe, sah vor, dass man in Europa eine Art Erneuerbare Energie Gesetz für Importstrom einführt, also eine Einspeisevergütung für erneuerbare Energien an die Betreiber in diesen Ländern zahlt.

FRAGE: Und das jetzige DESERTEC unterscheidet sich von diesen ursprünglichen Plänen wie?

LEHMANN: Indem es Teile der Technologie herausnimmt. Indem es nicht den entwicklungspolitischen Ansatz nach vorne stellt, der ja damals in verschiedenen nordafrikanischen Ländern – ich war teilweise dort – sehr positiv aufgenommen worden war. Nach dem Motto: Wir haben Sonne und Wasser, ihr bekommt einen Teil der Energie. DESERTEC ist jetzt ein Konzept, wie ich es verstanden habe, bei dem Strom in den europäischen Markt eingespeist wird, und zwar zu möglichst niedrigen Preisen. Wenn jetzt die Machbarkeit untersucht wird, da kann ich nur sagen, das ist schon zig Mal geschehen. Wir werden nicht schlauer, indem wir erneute Simulationen und ähnliches auf den Weg bringen. Es ist machbar! Jetzt käme es darauf an, das Projekt stufenweise anzugehen, ein Partnerland zu finden und entsprechende Netze aufzubauen.

Aber – anstatt in zehn bis fünfzehn Jahren Strom aus der Wüste zu bekommen – warum geht man nicht hin und baut Offshore-Windanlagen vor der deutschen Küste aus ? Oder besorgt sich Offshore-Wind von den Küsten Frankreichs? Es gibt naheliegendere Projekte, die man realisieren könnte und die eine Zwischenstufe wären. Wenn man den Energieverbund zwischen Frankreich und Deutschland ausbaut, um hier erneuerbare Energie aus Frankreich beziehen zu können, hat man bereits das erste Teilstück. Man kann sich also durchaus fragen, weshalb die recht schnell realisierbaren Projekte mit großem Potenzial an erneuerbarer Energie nicht angegangen werden.

FRAGE: Diese Debatte läuft ja. Und Fritz Vahrenholt, der jetzt für RWE tätig ist, sagt, das eine schließe das andere nicht aus, vor allem aber müsse Deutschland seine Hausaufgaben selber erledigen. Und damit meint er vor allem die Offshore-Windparks in der Nordsee. Aber lassen Sie uns von den politischen Fragen erst einmal zu den technischen und Ressourcenfragen kommen.

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Solarthermische Kraftwerke und Ressourcen

LEHMANN: Was man bei allen Parabol- oder Turmkraftwerken braucht ist Glas, man braucht Metalle, auch bestimmte Kunststoffe. Man kann da natürlich auch sehr komplizierte Dinge machen. Statt Spezialöle in Parabolspiegelanlagen zu nutzen kann man mit Direktverdampfung arbeiten. Aber auch die Frage der Spezialöle wird man lösen können, weil das von der Menge her nicht so viel ist.

FRAGE: Gibt es mögliche Probleme, die man auf den ersten Blick vielleicht nicht sieht?

LEHMANN: Man darf nicht den Fehler machen, zu Gunsten bestimmter Effizienzen sehr ungewöhnliche Materialien zu nutzen. Wir haben damals in den Studien, die die Rucksäcke der Parabolrinnenkraftwerke zum Thema hatten, gesehen, dass bestimmte Technologieschritte, die die Effizienz steigern, den Ressourcenrucksack exorbitant vergrößern können. Da hat sich gezeigt, dass es in manchen Fällen sinnvoller ist, statt auf einen Effizienzgewinn zu setzen, mehr Fläche zu nutzen – also ein größeres Kraftwerk zu bauen.

FRAGE: Man braucht also Glas, Stahl, was noch?

LEHMANN: Beschichtungen für Spiegel – alles konventionelle Technik.

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Problem Wasser

FRAGE: Wasser haben Sie bereits erwähnt. Worin besteht das Problem genau? Wie könnte man es lösen?

LEHMANN: Einmal könnte die Lösung darin bestehen, dass man zu anderen Kühlverfahren kommt, wasserarmen oder wasserlosen. Oder man geht hin – und das war ja damals der Grund, weshalb wir die Entsalzung mitbedacht haben – und sagt: OK dann verliere ich jetzt ein wenig Wirkungsgrad, weil das Kraftwerk nicht in der heißesten Zone steht, dafür arbeite ich küstennah und betreibe gleichzeitig eine Entsalzungsanlage. Auf diese Art und Weise könnte man das Wasserproblem lösen und gleichzeitig noch Wasser für die Region produzieren.

FRAGE: In der Diskussion wird ja auch immer wieder das Problem genannt, dass die Spiegel in der Wüste abstumpfen könnten.

LEHMANN: Das ist nicht unbedingt das Problem. Da gibt es schon eher Schwierigkeiten bei der Reinigung. In Kalifornien hat man zu diesem Zweck teilweise ziemlich viel Wasser verbraucht. Auch in dieser Hinsicht muss es darum gehen, wassersparende Verfahren zu entwickelt. Aber es geht ja nicht nur um Parabolrinnen. Es gibt auch die Solartürme – mit anderen Vor- und Nachteilen. Meiner Meinung nach sollte man beide Wege beschreiten.

FRAGE: Wenn man die drei herkömmlichen Techniken – Parabolspiegel, Solarturm und Windparks – mal vergleicht: Gibt es markante Unterschiede hinsichtlich des Ressourcenverbrauchs?

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Die Übertragungslinie

LEHMANN: Einmal in den Spezialmaterialien, sowohl im Turm als auch in der Rinne. Man darf nicht vergessen, die sind weit weg. Folglich muss man in den Rucksack die gesamte Übertragungslinie, die nicht unbeträchtlich ist, mit hineinrechnen. Der andere Teil ist Wasser, den ich für die beiden Verfahren – Parabolrinne und Solarturm – mit beachten muss, den ich bei der Windenergie nicht habe. Außerdem hat diese Technik in aller Regel auch einen kürzeren Anschluss. Alles in allem ist der Ressourcenrucksack bei Windanlagen günstiger. Unter Ressourcengesichtspunkten wäre es aber trotzdem falsch, nur eine Technologie zu fördern. Wir müssen ja in Zukunft zu einem Mix der Technologien kommen. Alle drei genannten Technologien führen, vorausgesetzt man macht es richtig, nicht zu Ressourcenproblemen.

FRAGE: Sie haben die Stromübertragung bereits angesprochen. Die Nordsee ist uns näher als die Sahara. Was gibt es aus Ressourcensicht zur Übertragungslinie zu sagen?

LEHMANN: Dazu gibt es leider keine Studien, zumindest kenne ich keine, in der die gesamten Ressourcenrucksäcke eines solchen Systems gerechnet worden wären.

FRAGE: Haben Sie eine Einschätzung?

LEHMANN: Nein, auch kein Bauchgefühl. Bei Ressourcen bin ich da immer sehr vorsichtig. Plötzlich kommt ein Material daher, woran man gar nicht gedacht hat.

FRAGE: Das heißt, wir wissen es derzeit nicht.

LEHMANN: Nein.

FRAGE: Dann wundert es mich, dass man solch ein Projekt überhaupt anfasst. Weil offensichtlich ein Basiswissen nicht vorhanden ist.

LEHMANN: Hinsichtlich der Ressourcen ja. Aber mit Blick auf die Machbarkeit ist man da natürlich weiter. Es gibt viele Technologien, die die Wirtschaft anpackt, ohne vorher über Ressourcen nachgedacht zu haben. Meine Vorstellung, auch in der eigenen wissenschaftlichen Arbeit, ist, dass man die ganzen Energieszenarien deutlich mehr auf die Ressourcenfrage hin abklopfen müsste. Weil wir sonst vielleicht den Teufel mit dem Belzebub austreiben. Wir lösen zwar das Klimaproblem, schaffen uns dafür aber ein anderes.

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Erprobte und Science Fiction-Technologie

FRAGE: Wir haben jetzt drei Grundtechniken für regenerative Stromerzeugung behandelt. Darüber hinaus gibt es ja noch andere. Ich denke an das Aufwindkraftwerk, eine konzeptionell weit entwickelte, aber großtechnisch noch nie erprobte Technologie. Wüstenareale von mehreren Quadratkilometern Größe werden in ein oder zwei Metern Höhe mit Glasflächen überspannt. In der Mitte steht ein sehr hoher Schornstein aus Beton, von einem bis eineinhalb Kilometern Höhe. Die heiße Luft, die unter den Glasflächen durch Sonneneinstrahlung entsteht, wird durch den Schornstein abgeführt und läuft über eine Turbine. Die Windgeschwindigkeiten, die dabei entstehen, sind enorm. Was weiß man über diese Technologie aus Stoffstromsicht?

LEHMANN: Niemand weiß, ob das in der benötigten Größe funktioniert. Die Pilotanlagen sind nicht über einen bestimmten Maßstab hinaus gekommen. Es gibt ja auch Überlegungen, dass man unterhalb der Glasdächer teilweise Landwirtschaft betreiben kann. Das Ganze würde ich derzeit zur Kategorie Science Fiction rechnen. Aber Sie wissen ja, wie viel Science Fiction heute Alltag ist.

FRAGE: Zu unsicher?

LEHMANN: Wenn wir die Zwei-Grad-Grenze beim Klima halten wollen, müssen wir bis 2050 bestimmte Teile der Welt dekarbonisieren, Treibhausgas neutral gestalten, sprich: zu 100 Prozent mit erneuerbarer Energie versorgen. Deshalb muss man alles in Gang setzen, was heute bereits vorhanden ist und nicht zuviel Kräfte auf Projekte verwenden, von denen wir nicht wissen, ob sie überhaupt funktionieren.

FRAGE: Wie würden Sie die Bestrebungen im Zusammenhang mit der Tiefengeothermie beurteilen?

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Tiefengeothermie

LEHMANN: Das läuft ja bereits. Da gibt es Demonstrationskraftwerke erheblicher Größe, die funktionieren. Bei denen absehbar ist, wie ein Upscaling laufen kann. Das betrifft beispielsweise die Turbinentechnologie. In diesem Bereich gibt es also keine ungelösten Grundsatzfragen – im Unterschied zum Aufwindkraftwerk.

FRAGE: Wie sehen Sie das Verhältnis von erprobter Technologie einerseits und innovativer beziehungsweise Zukunftstechnologie andererseits?

LEHMANN: Grundsätzlich bin ich da sehr konservativ. Viele Techniken sind nice to have. Aber man muss sich über die Entwicklungszyklen Gedanken machen. Nehmen wir mal das Aufwindkraftwerk. Angenommen, wir wollten diese Technik heute in nennenswertem Umfang in den Markt bringen. Und vorausgesetzt, wir hätten beliebig viel Geld, um das erste vollwertige Demonstrationsprojekt zu bauen. Bauzeit: fünf Jahre. Anschließend brauchen wir noch Erfahrung im Betrieb, sagen wir mindestens ein Jahr. Nach sechs oder sieben Jahren wären wir dann an einem Punkt, um beurteilen zu können, wie das nächste größere Aufwindkraftwerk aussehen könnte. Normalerweise braucht man immer zwei Technologiezyklen, das hat man bei Windkraftanlagen und anderen gesehen, um eine Reife zu erreichen, die dann in die Massenfertigung gehen kann. Das heißt, unter günstigsten Bedingungen zwischen zehn und vierzehn Jahre, bis wir wissen, wie ein alltagstaugliches Kraftwerk aussehen könnte. Und im Aufwindkraftwerk ist ja nur erprobte Technik enthalten. Es kommt darauf an, alte Technik so zusammen zu bringen, dass das Ganze funktioniert – auch nicht so einfach. Da werden die Ingenieure einiges zu tun haben. Also, wenn das dann liefe, nach zehn bis vierzehn Jahren, ginge es darum, die Technik preiswerter zu machen, damit sie in Masse gehen könnte. Und dann würde man sicher noch einmal den gleichen Zeitraum benötigen, bis man in größeren Mengen auf dem Markt ist. Das heißt, unter optimalen Bedingungen braucht man 20 bis 25 Jahre, damit solch eine innovative Technologie einen signifikanten Anteil im Energiesektor erreichen kann. Das gleiche Muster kann man in anderen Technologiebereichen beobachten, beispielsweise in der Photovoltaik, mal sind es einige Jahre mehr, mal einige weniger. Aber das ist der Zyklus.

Wenn man heute Energiepolitik wegen des Klimaschutzes und wegen der Endlichkeit fossiler Ressourcen betreiben will, dann sollte man doch eher auf Technologien setzen, die vielleicht schon zehn, 15 oder 20 Jahre im Geschäft sind, um den Wandel schnell möglich zu machen. Natürlich sollte man die Forschung im Zusammenhang mit Aufwindkraftwerken nicht stoppen. Aber vor Ablauf von 20 Jahren kann man damit nicht rechnen, zumindest nicht in erforderlichem Umfang. Und so lange mir niemand sagen kann, wann die Technik tatsächlich verfügbar ist, werde ich sie nicht in meine Rechnung aufnehmen.

Meine Aussage, dass wir 100 Prozent auf erneuerbare Energien setzen können, basiert auf konservativen Annahmen hinsichtlich der Technik. Ich könnte Hunderte Technologien benennen, von denen ich sagen würde: nett, oder Science Fiction oder gar schon im Demonstrationsstadium. Ich denke beispielsweise an Gezeitenkraftwerke. Für die Energiewende benötigen wir sie nicht. Wenn sie denn aber mal entwickelt sein sollten – wunderbar!

FRAGE: Unter konservativen Annahmen – was ist denn schon alles in Ihrer Rechnung drin? Wir haben ja bereits eine kleine Liste: Parabolrinnen, Turmkraftwerke und Wind im weitesten Sinne.

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Techniken der regenerativen Energieerzeugung

LEHMANN: Dann müssen wir noch die Wasserkraft dazu nehmen und die Solararchitektur, also das Gebäude als Energiesystem. Weiter haben wir die Biomasse in unterschiedlichen Varianten und mit den vielen Grenzen und Risiken, die da existieren. Dann haben wir die solarthermische, dezentrale Nutzung für Wärme und Kälte. Nicht vergessen: die Photovoltaik. Geothermie ist auch noch in der Liste...

FRAGE: Das ist ja bereits eine ganze Menge. Unser zentraler Ansatz in diesem Gespräch ist ja Energiegewinnung unter Stoffstromgesichtspunkten – also nachhaltig. Denn die entscheidende Frage lautet ja immer: Wie ist ein nachhaltiger Metabolismus, eine stofflicher Austausch zwischen Mensch und Natur, in Zukunft möglich? Unser nächstes Thema, das Sie bereits angeschnitten haben, ist die Photovoltaik. Ich nenne Stichworte: Dünnschicht-Photovoltaik versus Dickschicht-Photovoltaik, nicht zu vergessen metallurgisch gewonnenes Silizium. Wie ist Ihre Einschätzung?

LEHMANN: Bei der Photovoltaik ist es so, dass wir den Siliziumpfad von einem anderen unterscheiden müssen, bei dem es eher um exotische Metalle geht. Auch da haben wir bereits den Ressourcenrucksack angeschaut und es ist eindeutig, dass der Siliziumpfad in dieser Hinsicht der günstigere ist. Hinzu kommt: Je dünner die Siliziumschicht, desto besser. Aber es geht nicht nur um Silizium, sondern auch um Glas. Wir müssen außerdem versuchen, Aluminium zu vermeiden. Das heißt, dünn alleine reicht nicht aus, wenn man sich auf der anderen Seite eine Verschlechterung des Wirkungsgrads einhandelt und mehr Fläche braucht. Das metallurgisch gewonnene Silizium ist eines, das natürlich einen geringeren Rucksack hat, weil die Herstellung des Materials anders abläuft.

FRAGE: Das metallurgisch gewonnene Silizium ist weniger rein?

LEHMANN: Ja, dadurch ist in erster Näherung der Wirkungsgrad geringer. Aber der Ressourcenrucksack ist um ein Vielfaches kleiner. Außerdem wird das Verfahren wohl preisgünstiger werden. In diesem Fall habe ich drei Parameter: einmal der Rucksack des Siliziums sowie der anderen elektronischen Bauteile und Halterungen, zweitens der Flächenverbrauch, der natürlich im Verhältnis zur Leistung der Anlage zu sehen ist und der dritte Aspekt betrifft das Material selber.

FRAGE: Was ist denn der sinnvolle Pfad?

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Sinnvolle Technologie-Pfade

LEHMANN: Die Fläche ist in Industrieländern aufgrund der vorhandenen Dachflächen kein Mengenproblem. Nur insofern, dass, wenn ich größere Flächen brauche, man mehr Ressourcen benötigt, um sie mit Photovoltaik auszustatten. Jetzt zum sinnvollsten Pfad. Der besteht darin, die Lernkurve der Innovation in Europa dahingehend zu gestalten, dass man mit möglichst wenig Materialeinsatz und möglichst wenig ressourcenintensiven Stoffen wie zum Beispiel Kupfer – ein Material mit beträchtlichem Rucksack – eine möglichst große Fläche mit photovoltaischen Elementen belegen kann. Aus meiner Sicht sollte man dabei den Siliziumpfad beschreiten, mittel- und langfristig auch den metallurgischen.

FRAGE: Wo sollte man diese Anlagen einsetzen?

LEHMANN: Photovoltaik macht in Südeuropa und auch in Deutschland durchaus Sinn. Sinn macht Photovoltaik zudem in globaler Perspektive. Wir dürfen nicht vergessen, dass etwa die Hälfte der Weltbevölkerung nicht ans Stromnetz angeschlossen ist. Will man diese Menschen an Information und Bildung teilhaben lassen – konkret: Licht sowie Informations- und Kommunikationstechnik –, dann wird das vermutlich nur über einen großen Anteil Strom gehen, der durch Photovoltaik gewonnen wird.

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Technische und ökonomische Zyklen

FRAGE: Aktuell kann man ja Knappheiten im Bereich der Photovoltaik gar nicht erkennen. Die Aktien der Solarhersteller sind im Keller. Durch die Finanz- und Wirtschaftskrise ist die Nachfrage eingebrochen. Außerdem drängen billige asiatische Hersteller von Photovoltaik auf den Markt.

LEHMANN: Das sind die typischen Zyklen. Ein neuer Markt entsteht. Viele Investoren gehen hinein und produzieren. Das Angebot explodiert. Auf der Strecke bleiben die, die im Wettbewerb nicht mehr mithalten können. Das Angebot fällt, die Preise gehen hoch.

FRAGE: ...der so genannte Schweinezyklus.

LEHMANN: Diese Entwicklung haben wir derzeit im Photovoltaikmarkt. Das muss auch so sein. Wir müssen Phasen von Angebotsüberhang haben, damit Produzenten herausfallen, die nicht ausreichend kostengünstig und nicht klug genug sind. Dann beginnt ein neuer Zyklus. So sinken tendenziell die Preise.

FRAGE: Sie haben vorhin eine Technologieentwicklung skizziert und zwar aus klimapolitischen Gesichtspunkten. Würde sich dieser Pfad von dem, was wir heute in der technischen und wirtschaftlichen Entwicklung sehen, unterscheiden?

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Langlebigkeit

LEHMANN: Der Pfad würde mehr auf Recycling und Remanufacturing setzen. Wir würden auch mehr in Richtung Langlebigkeit gehen. Ein Bauteil sollte nicht 30, sondern durchaus 50 Jahre halten. Heute werden die Elemente überwiegend so konstruiert, dass sie sich unter den gegebenen Bedingungen – beispielsweise die Anzahl der Förderjahre – rentieren. Unter ökologischen Gesichtspunkten wäre es wichtig, wenn die Technik länger hielte.

FRAGE: In der Diskussion über erneuerbare Technologie beobachten wir ein Spektrum: Auf der einen Seite befindet sich die Großtechnologie, zum Teil auch weit weg, wie DESERTEC. Mittlerweile gibt es sogar das Schlagwort vom Solarimperialismus. Auf der anderen Seite sind es die dezentralen Anwendungen, nahe am Verbraucher; auch die intelligenten Netze gehören dazu. Was ist dazu aus Ressourcensicht zu sagen?

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Zentral oder dezentral

LEHMANN: Erst mal braucht man ein System, das technisch funktioniert. Und zwar unter verschiedenen Aspekten: Effizienz, energy demand management, energy supply management. Wenn ich mir den Lösungsraum anschaue, dann gibt es Systeme, die mehr dezentral, und andere, die mehr zentral sind. Aber meiner Meinung nach gibt es sinnvolle Lösungen nicht in den Extremen. Nur das Solarhaus mit der Photovoltaikanlage auf dem Dach wird es ebenso wenig sein wie der 100-prozentige Import von regenerativ erzeugtem Strom.

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Carbon Capture and Storage

FRAGE: Wir wollen noch mal ein neues Kapitel aufschlagen. Es geht um Carbon Capture and Storage, kurz CCS, also die Abtrennung und Lagerung von Kohlendioxid, wie es in Kohle- und Gaskraftwerken entsteht. Auch dort gibt es verschiedene Verfahren: die Abtrennung vor der eigentlichen Verbrennung, nach der Verbrennung und die Verbrennung mit reinem Sauerstoff. Auch diese Technik ist noch in der Entwicklung. Man muss auch deutlich sagen, es handelt sich um eine klassische End-of-Pipe-Technologie. Außerdem sinkt die Effizienz des Gesamtsystems der Energiegewinnung. Was ist dazu aus unserer Sicht, aus der Ressourcenperspektive zu sagen?

LEHMANN: Die Technologie vergrößert den ohnehin schon großen Rucksack der fossilen Energiegewinnung. Das heißt, es ist eine negative Entwicklung. Warum man sich trotzdem über CCS Gedanken macht? Aus Klimaschutzgründen. Es kann sein, dass wir so schnell den Kohlendioxid-Ausstoß senken müssen, dass wir CCS brauchen. Und zwar als Notnagel. Es ist nicht ausgeschlossen, dass CCS unter bestimmten Nachhaltigkeitsauflagen hier und da Sinn macht. Aber auch in diesem Fall gilt, vor 2020 werden wir keine größeren Anwendungen sehen. Während der kommenden zehn Jahre – ich denke zum Beispiel an die Post-Kyoto-Verhandlungen – kann ich CCS vergessen. Die Technik befindet sich ja noch im Versuchsstadium. Ein CCS-Befürworter würde jetzt sagen, hier und dort gibt es doch bereits Anlagen. Aber mit globaler Perspektive und als Bestandteil einer zukünftigen Energiestrategie ist CCS nicht von Bedeutung. Hinzu kommt, wenn man sich das weltweite Potenzial möglicher Lagerstätten anschaut, hilft CCS nach 2020 nicht in einer grundlegenden Strategie: einfach, weil es gar nicht so viele taugliche Lagerstätten gibt. Ganz sicher ist es nicht Teil einer nachhaltigen Energiewirtschaft, die über die nächsten Jahrhunderte funktioniert, weil die Lagerstätten relativ schnell voll sein werden. Last but not least konkurriert CCS mit Geothermie. Da gilt es zu verhindern, dass Lagerstätten genutzt werden, die uns über viele hundert Jahre hinweg Energie liefern könnten.

FRAGE: Konkret, welche kritischen Ressourcen werden bei der CCS-Technik gebraucht?

LEHMANN: Edelmetalle. Davon abgesehen, wie ein Kraftwerk mit CCS-Technik letztlich aussehen wird, weiß noch niemand. Möglicherweise benötigt man dafür beispielsweise eine Spezialkeramik. Die Technologieentwicklung ist an einem Punkt angelangt, in dem es kleinere Anlagen bereits gibt. Aber von dort aus auf die nächste Technikstufe zu schließen – soweit sind wir noch nicht. Wenn man die Ingenieure fragt, dann sagen die das auch so.

FRAGE: Was heißt das?

LEHMANN: Die Forschung läuft. Aber erst im Nachhinein werden wir schlauer sein, auch hinsichtlich des Verlustes an Wirkungsgrad. Möglicherweise ist er so gravierend, dass sich CCS gar nicht lohnt.

FRAGE: Wollen wir mal versuchen, eine Summe dieses Gesprächs zu ziehen? Uns geht es um eine Dekarbonisierung, und zwar im globalen Maßstab. Ich will es noch mal so formulieren: Wir sind auf der Suche nach einem nachhaltigen Metabolismus in der Energiegewinnung. Erschwerenderweise bei steigender Weltbevölkerung und ebenfalls steigender Energienachfrage. Das ist die Aufgabe und die ist nicht zu knapp. Bisher haben wir in unserem Gespräch in einzelne Technikcluster hineingeschaut. Was bleibt an Grundeinsichten? Wollen wir noch mal das Selbstverständliche festhalten: Bevor man auf regenerative Quellen setzt, muss man soweit irgend möglich die Effizienz erhöhen, sprich dematerialisieren.

LEHMANN: Nicht bevor, sondern gleichzeitig.

FRAGE: Einverstanden.

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Wann kommt die Energiewende?

LEHMANN: Wir verfügen bereits über die Technologie, um eine vollständige Dekarbonisierung zu machen, auch mit adäquatem Einsatz von Ressourcen. Das ist ein Lernprozess, wir werden auch dazulernen. Im Grundsatz gilt, wir verfügen über das notwendige Know how, wir haben die Strategien, um eine vollständige Versorgung aus regenerativen Quellen im globalen Maßstab zu ermöglichen. Bis wann das gelingen kann, ist eine andere Frage. Das hängt wesentlich von den ökonomischen Rahmenbedingungen ab. So schnell wird es nicht gehen. Weil man die neuen Ressourcenströme nicht so rasch in Gang setzen kann. Auch, weil bei den erneuerbaren Energien der Ressourcenverbrauch nicht über die gesamte Lebensdauer anfällt. Sondern vor allem zu Beginn, bei der Erstellung der Anlagen. Während des Betriebs sind die Stoffströme vergleichsweise gering – im Verhältnis zur fossilen Energiegewinnung, bei der man permanent Brennstoff zugeben muss. Das heißt, die Einführung regenerativer Technik muss so geschehen, dass die Inputs zu Beginn nicht zu groß sind. Außerdem werden wir sehr stark darauf achten müssen, dass die Langlebigkeit, die Reparierbarkeit und die erneute Nutzung der Produkte tatsächlich stattfindet. Sollte uns das nicht gelingen, schaffen wir uns wieder ein neues Problem. Wenn wir irgendwann große Müllhalden von Photovoltaikpanelen oder Vakuumröhren erzeugen, die nicht weiter verwendet werden können, weil sie von schlechter Qualität sind. Oder wenn sich gebrauchte Rotorblätter stapeln. Kurz, wir werden das, was wir im fossilen Zeitalter gelernt haben, in die industrielle Versorgung mit erneuerbarer Energien einbringen müssen. Dabei geht es um riesige Stoffströme mit dem entsprechenden Ressourcenmanagement.

FRAGE: Ein Stichwort, das uns in diesem Gespräch auch immer wieder begleitet hat, lautet kritische Ressourcen. Wollte man die verschiedenen Technikfelder zusammennehmen – sind bestimmte Flaschenhälse bei Ressourcen jetzt bereits zu erkennen?

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Energiewende und kritische Ressourcen

LEHMANN: Ja, und zwar bei der Steuerung und der benötigten Elektronik. Das sehen wir jetzt schon. In einem Handy oder vielen anderen elektronischen Bauteilen sind heute rund 100 chemische Elemente, die teilweise Flaschenhälse haben. Wenn wir davon noch mehr benötigen sollten, wird man Lösungen finden müssen, um auf bestimmte Stoffe zu verzichten.

FRAGE: Ein Beispiel?

LEHMANN: Wenn ich mir die heutigen Flachbildschirme anschaue und einen zukünftigen Bedarf hochrechne, auch unter regenerativen Vorzeichen, dann werden wir vielleicht zu OLEDSs, organischen Leuchtdioden, oder anderen Dingen übergehen müssen. Oder Fragen von Lithium-Batterien. Oder Coltan. Oder Kupfer...

FRAGE: ...Kobalt, Nickel...

LEHMANN: Alle diese Stoffe sind in der einen oder anderen Weise begrenzt. Und die Tatsache, dass die Sonnenenergie von der Menge her kein Problem darstellt, bedeutet eben nicht, dass wir bei den Maschinen, die wir nutzen, um diese Energie zur Verfügung zu stellen oder zu wandeln, nicht auf die Ressourcenmenge achten müssen. Das wird nur gelingen, wenn wir diese Geräte sehr ressourcenextensiv in den Markt einführen.

FRAGE: Ein wichtiger Gesichtspunkt, den wir im Zusammenhang mit der Photovoltaik bereits gestreift haben, ist die Fläche. Kann man generell sagen, dass die erneuerbare Energiegewinnung flächenintensiver ist?

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Regenerative Techniken und Flächenverbrauch

LEHMANN: Fangen wir mit der Biomasse an, weil das am häufigsten diskutiert wird. Da haben wir tatsächlich Flächenprobleme, da werden wir auch Lösungen finden müssen. In Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion, zu Natur- und Klimaschutz muss die energetische Nutzung von Biomasse eine vernünftige Relation haben. Ich persönlich kenne die Lösung noch nicht. Wir befinden uns in einem Findungsprozess. Bildlich gesprochen: es darf nicht sein, dass wir zur Rettung des Klimas den Amazonaswald opfern. Bei der Biomasse spielen aus Ressourcengründen auch Wasser und Erosion noch eine wichtige Rolle. Darüber hinaus haben wir kein Flächenproblem. Weil wir bei der Solarnutzung, wo wir dezentrale Wärme brauchen, Dächer haben. Weil wir in industrialisierten Zonen über ausreichende Windpotenziale verfügen. Das Problem ist teilweise ein ästhetisches: Will ich überall Windräder haben? Oder blaue Dächer auf Kirchen? Will ich eine Biogasanlage in Wohnnähe haben, von der ich doch hin und wieder einige Gerüche abbekomme? Aber das ist kein Flächenproblem.

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Die Governance-Frage

FRAGE: Bei der Dekarbonisierung im globalen Maßstab haben wir die Governance-Frage bisher vernachlässigt. Ein großes Thema.

LEHMANN: Wir erleben einen extremen Strukturwandel. Noch befinden wir uns in einem Zeitalter, das fossil, nuklear und von Stahl geprägt ist. Technologien und Strukturen bedingen einander. Davor gab es eine Ära, die dezentral, landwirtschaftlich und durch Manufakturen geprägt war. Derzeit sind wir in einer Umbruchphase, hin zu einer regenerativ und industriell geprägten Zeit. Weil wir Massenproduktion benötigen, um Milliarden Menschen zu versorgen. Dafür braucht es andere Technologien. Photovoltaik kann man nicht wie ein Großkraftwerk betreiben. Dadurch entstehen andere Wirtschaftsstrukturen, Gewinner und Verlierer. Das ist unser Problem derzeit in der Governance. Es gibt eine tradierte Energiewirtschaft, die nur langsam umlernt, die auch häufig nicht glauben will, dass es auch regenerativ funktioniert. Ich erlebe es ja immer wieder, wenn ich in diesen Kreisen Simulationen zeige. Nach dem dritten Glas Wein heißt es dann: „Das glaube ich nicht.“

So ist das nun mal. So, wie es Menschen gab, die nicht daran geglaubt haben, dass das Internet funktioniert, gibt es heute viele Menschen, leider auch in entscheidenden Funktionen, die nicht glauben, dass erneuerbare Energien funktionieren. Und je weiter man sich von Mitteleuropa entfernt, und da schließe ich auch die USA ein, umso weniger wissen die Menschen über erneuerbare Energien. Da gibt es sogar Leute in Ministerien in lateinamerikanischen Ländern, die mich fragen: Funktionieren Windräder überhaupt?

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Globale Dekarbonisierung

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Parabolrinnenkraftwerke

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Ressourcenbedarf unterschiedlicher regenerativer Techniken

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Photovoltaik aus Ressourcensicht

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Carbon Capture and Storage

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Langlebigkeit bei regenerativer Technik

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