Klimawandel und Energie: Wir brauchen ein großes Boot

Vielleicht erinnern Sie sich an eine Szene aus dem Film Der weiße Hai in der der örtliche Polizeichef, nachdem er den gigantischen Hai aus nächster Nähe vom hinteren Teil des Decks aus gesehen hat, zurück ins Cockpit geht, um ihn zu beobachten: "Sie werden ein größeres Boot brauchen."

Es wäre schon schwierig genug, den gesamten Kohlenstoff aus dem System herauszuholen, wenn die weltweite Energienachfrage stagnieren würde. Doch der weltweite Energieverbrauch soll bis 2050 um mehr als die Hälfte steigen. Die Stromnachfrage wird sogar noch stärker ansteigen, wenn Hunderte Millionen Menschen Zugang zum Stromnetz erhalten und weitere Milliarden Menschen beginnen, in den Städten zu verbrauchen. Wir werden ein kohlenstofffreies Energiesystem brauchen, das viel größer ist als das heutige, das zu 85 % aus fossilen Brennstoffen besteht. Die Folgen von "business as usual" sind klar: Wir haben keine Chance, unsere Klimaziele zu erreichen. Das Pariser Abkommen vom Dezember 2015 verpflichtet 195 Nationen, die globale Erwärmung auf 2,0 Grad Celsius zu begrenzen, mit einem weiteren Ziel von 1,5 Grad Celsius. Das bedeutet, dass die Kohlenstoffemissionen aus dem weltweiten Energiesystem irgendwann kurz nach 2050 eliminiert werden müssen. Angesichts der langen Vorlaufzeit, die für die Planung der Energieinfrastruktur benötigt wird, ist das praktisch morgen.

Theoretisch gibt es viele Möglichkeiten: Energieeffizienz, erneuerbare Energien, hochentwickelte kernenergie Energie, CO2-abscheidung und die Entfernung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre. Aber jede dieser Optionen befindet sich, relativ gesehen, in einem frühen Stadium oder stößt auf reale Hindernisse in Bezug auf Umfang und Kosten. Die meisten Studien, vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen über das Deep Decarbonization Pathways Project der Vereinten Nationen bis hin zu der kürzlich von der Obama-Regierung veröffentlichten Mid-Century Strategy und das Risky Business Projekthaben aus diesem Grund dringend eine sehr großes Boot mit "all den oben genannten" Strategien.

Ein kurzer Blick auf den Horizont zeigt, warum:

• Die Energieeffizienz hat sich seit den 1970er Jahren erheblich verbessert. In den oben zitierten Wachstumszahlen wird jedoch bereits von erheblichen weiteren Effizienzsteigerungen ausgegangen. Einige Studien gehen zwar davon aus, dass wir die weltweite Energienachfrage konstant halten können, während sich die Wirtschaft verdoppelt, doch gehen sie von jährlichen Raten zur Verbesserung der Endverbrauchseffizienz von 3 bis 4 % pro Jahr aus, während die tatsächliche Verbesserung der globalen Endverbrauchseffizienz durchschnittlich 1 % betrug. Und jüngste Feldtests haben gezeigt, dass die Energieeffizienz nicht immer den optimistischen technischen Schätzungen entspricht. Ein großer Vorteil, ja. Aber überzogene Erwartungen könnten uns zum Scheitern bringen.

• CO2-abscheidung wird seit Jahrzehnten in der Industrie (vor allem in der Raffinerie- und Chemiebranche) kommerziell demonstriert, und die Anwendung auf die Elektrizitätswirtschaft im kommerziellen Maßstab ist nun im Gange. Das Projekt Petra Nova in Texas, eine Nachrüstung eines Kohlekraftwerks, die den Kohlenstoffausstoß um 90 % reduziert, wird 2017 unter dem Budget abgeschlossen. Und in der Nähe von Houston wird derzeit ein Pilot-Gaskraftwerk gebaut, das den größten Teil des Kohlenstoffs zu Nettokosten entfernt. Weltweit sind 21 CCS-Projekte in Kraftwerken oder in der Industrie entweder in Betrieb oder im Bau. Dies sind vielversprechende Technologien, aber wir müssen zeigen, dass sie im kommerziellen Maßstab kosteneffizient sein können - und es ist nie eine gute Idee, sich nur auf eine Technologiefamilie zu verlassen.

• Erneuerbare Energien wie Wind und Sonne werden zweifellos einen großen Teil der Dekarbonisierungsstrategie ausmachen, aber die Behauptung, sie könnten alle oder meisten den gesamten oder den größten Teil des weltweiten Energiebedarfs zu vernünftigen Kosten decken können, sollten mit großer Vorsicht betrachtet werden. Eine Vielzahl detaillierter Studien, von der National Oceanic and Atmospheric Administration über die europäische Zero Emissions Platform bis hin zum National Renewable Energy Laboratory und anderen, haben gezeigt, dass selbst bei unbegrenzter und uneingeschränkter Übertragung elektrische Systeme mit einem sehr hohen Anteil an erneuerbaren Energien weiterhin viel feste, planbare kohlenstofffreie Energie für die Wochen und sogar Monate benötigen, in denen Wind- und Sonnenenergie nicht in großem Umfang zur Verfügung stehen, und dass Batteriespeicher wöchentliche und saisonale Engpässe nicht angemessen ausgleichen können. Dieses parallele System fester Kapazitäten wird die Kosten erheblich in die Höhe treiben. Auch der physische Ausbau kann nicht ohne Weiteres angenommen werden. Eine kürzlich veröffentlichte Studie, in der 100 % erneuerbare Energien in den USA gefordert werden, geht davon aus, dass in jedem Küstenstaat 72 Offshore-Windparks in der Größe des noch nicht gebauten Cape Wind-Projekts und in jedem Staat 50 landgestützte Windparks in der Größe von Tehachapi entstehen würden. Kurz gesagt: Erneuerbare Energien sind eine vielversprechende Option, aber als Einzelstrategie bergen sie ein erhebliches Risiko, unsere Klimaziele zu verfehlen.

• Die Kernenergie liefert nach der Wasserkraft den größten Teil des kohlenstofffreien Stroms der Welt. Aufgrund des raschen Ausbaus der Kernenergie in den 1970er und 80er Jahren ist Frankreich das einzige Industrieland, das die im Pariser Abkommen festgelegten Emissionsziele für den Stromsektor annähernd erreicht. Aus gut dokumentierten Gründen ist es jedoch unwahrscheinlich, dass Frankreich mit der derzeitigen wassergekühlten Kernkrafttechnologie einen solchen Ausbaustand erreicht. Sie ist in der Regel teurer als die Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen, was sie zu einer schwierigen Wahl für die Stromversorgung in Entwicklungsländern macht; sie ist langsamer zu bauen als Kohle oder Gas; und die Notwendigkeit eines Druckwasserbehälters bedeutet sehr große Mengen an Beton, Stahl und lange Bauzeiten mit entsprechenden Finanzierungskosten. Derzeit wird eine neue Generation von Nicht-Leichtwasser-Konzepten entwickelt, die diese Probleme lösen könnten. Die Verwendung alternativer Kühlmittel vereinfacht und verkleinert die Größe dieser Anlagen erheblich, so dass sie wie Flugzeuge zu niedrigeren Kosten in Massenproduktion hergestellt werden können, anstatt mühsam vor Ort gebaut zu werden. Viele dieser Anlagen verfügen über Brennstoffkreisläufe, die weniger Aufmerksamkeit des Gastlandes erfordern, sowie über viel kleinere, weniger giftige und waffenfähige Abfallströme. Aber diese Optionen müssen sich kommerziell bewähren, und das wird nicht von allein geschehen.

Die Herausforderung ist vielleicht nicht einfach, aber sie ist klar. Wir brauchen aggressive Innovation und Kommerzialisierung bei allen kohlenstofffreien Optionen. Zusätzlich zu effizienteren und kostengünstigeren erneuerbaren Energien brauchen wir eine schnellere Entwicklung von kohlenstofffreien festen Kapazitätsoptionen wie hochentwickelte kernenergie und CO2-abscheidung, die bisher vergleichsweise kaum beachtet wurden.

Das große Boot ist dasjenige, das uns die größte Chance bietet, die steigende See zu bändigen.

 

Dieser Blog wurde ursprünglich von Pennsylvania Environmental Counsel veröffentlicht. http://pecpa.org/pec-blog/climate-change-energy-need-big-boat/