Wir sind auf dem Weg in eine aufregende Zukunft mit ausschließlich erneuerbaren Energien. Wind und Sonne treiben die Welt von morgen an.
Und das Morgen ist nicht mehr weit entfernt!
So oder so ähnlich hören wir es aus dem Munde unserer Politiker und so lautet das medial transportierte Narrativ.
Es ist Zeit aufzuwachen! Denn Sie träumen gerade.
Nun können Sie es natürlich Konrad Adenauer gleichtun und sagen: „Meine Meinung steht fest. Irritieren Sie mich nicht mit Tatsachen.“
Dennoch ist erfahrungsgemäß ein minimaler Bezug zur Realität kein schlechter Gedanke für den gemeinsamen Weg in die Zukunft.
Folgend ein paar Fakten:
Erdöl, Erdgas und Kohle liefern 84 % der gesamten Weltenergie. Das sind nur zwei Prozentpunkte weniger als noch vor zwanzig Jahren.
Und Erdöl treibt immer noch fast 97 % des gesamten weltweiten Verkehrs an.
Im Gegensatz zu den Schlagzeilen, die behaupten, dass wir uns schnell von den fossilen Brennstoffen verabschieden, ist dies faktisch nicht der Fall. Nach zwei Jahrzehnten und fünf Milliarden Dollar, die die Regierungen unsere Steuergelder in grüne Energie „investiert“ haben, sind wir kaum vorangekommen.
Dabei sollte es doch ganz einfach sein. Warum ist es dann so schwer?
Um zu verstehen, warum es so schwer ist, schauen wir auf einige einfache physikalische Grundlagen, über die meist nicht gesprochen wird.
Alle Energiequellen haben Grenzen, die nicht überschritten werden können. Die maximale Ausbeute, mit der die Photonen der Sonne in Elektronen umgewandelt werden können, beträgt etwa 33 %. Unsere beste Solartechnologie hat einen Wirkungsgrad von 26 %. Bei Windenergie liegt der maximale Wirkungsgrad bei 60 %. Unsere besten Anlagen haben einen Wirkungsgrad von 45 %.
Wir sind also schon ziemlich nah an den Grenzen von Wind- und Sonnenenergieausbeute. Trotz der Behauptungen von Politik und Medien, dass große Fortschritte zu erwarten sind, sind diese einfach nicht möglich. Und Wind und Sonne funktionieren nur, wenn der Wind weht und die Sonne scheint. Aber wir brauchen die ganze Zeit über Energie. Die Lösung, die wir zu hören bekommen, heißt: Batterien. Auch das ist physikalisch und chemisch nur sehr schwer zu realisieren.
Nehmen wir zum Beispiel die größte Batteriefabrik der Welt, die Tesla in Nevada gebaut hat. Es würde 500 Jahre dauern, bis diese Fabrik genug Batterien hergestellt hätte, um den Strombedarf Amerikas für nur einen Tag zu speichern. Das erklärt auch, warum Wind- und Solarenergie nach zwei Jahrzehnten und Milliarden von Subventionen immer noch weniger als 3 % der weltweiten Energie liefern.
Abgesehen von den wirtschaftlichen Aspekten sollten wir, wenn wir die Umwelt schützen wollen, Windkraft-, Solar- und Batterieanlagen kritisch hinterfragen, denn wie alle Maschinen werden sie aus nicht erneuerbaren Materialien hergestellt.
Was heißt das konkret? In einem Wort: Gestein.
Um die gleiche Energiemenge aus Sonnen- und Windenergie zu gewinnen, die wir heute aus fossilen Brennstoffen gewinnen, müssen wir den Gesteinsabbau massiv steigern.
Um mehr als 1000 %.
Das ist keine Spekulation. Das ist Physik!
Betrachten wir einige ernüchternde Zahlen:
Eine einzige Batterie für ein Elektroauto wiegt etwa eine halbe Tonne. Für die Herstellung einer solchen Batterie müssen irgendwo auf der Erde mehr als 250 Tonnen Erde ausgegraben, bewegt und verarbeitet werden.
Der Bau eines einzigen 100-Megawatt-Windparks, der 75.000 Haushalte mit Strom versorgen kann, erfordert etwa 30.000 Tonnen Eisenerz und 50.000 Tonnen Beton sowie 900 Tonnen nicht wiederverwertbare Kunststoffe für die riesigen Flügel. Um die gleiche Leistung aus Solarenergie zu gewinnen, werden 150 % mehr Zement, Stahl und Glas benötigt.
Kupfer, Eisenerz, Silizium, Nickel, Chrom, Zink, Kobalt, Lithium, Graphit und Seltene Erden wie Neodym – wir brauchen sie alle.
Für die Herstellung von Wind- und Solaranlagen und der zur Speicherung der Energie erforderlichen Batterien werden Seltene Erden benötigt. Der Abbaus von Elementen wie Kobalt, Lithium und Dysprosium wird um 200 bis 2.000 Prozent steigen müssen. Dies erfordert massive neue Bergbaubetriebe in Ländern auf der ganzen Welt, was den Einsatz einer beträchtlichen Menge konventioneller Energie erfordern würde.
Das australische Institute for a Sustainable Future warnt davor, dass ein globaler „Gold“-Rausch nach Energierohstoffen die Bergleute in abgelegene Naturgebiete führen werde, die eine hohe Artenvielfalt bewahrt haben, weil sie noch unberührt sind.
Amnesty International hat auf die möglichen menschenrechtlichen Folgen einer solchen Ausweitung des Bergbaus aufmerksam gemacht. Die Vermarktung modernster Technologien stehe in krassem Gegensatz zu den Kindern, die Säcke mit Steinen trügen, warnte die Organisation bereits 2016.
Und dann müssen diese Metalle und Materialien in Elektromotoren, Turbinenschaufeln, Solarzellen, Batterien und Hunderte anderer industrieller Komponenten verwandelt werden. Auch dafür wird viel Energie benötigt, was noch mehr Gesteinsabbau erfordert.
In einer Studie der Weltbank heißt es, dass diese grünen „Technologien … in der Tat wesentlich materialintensiver“ sind als unser derzeitiger Energiemix. 50-70 % der Kosten für die Herstellung von Solarzellen und Batterien entfallen auf Rohstoffe.
Dank des technologischen Fortschritts haben sich sowohl unsere Möglichkeiten zur Gewinnung fossiler Brennstoffe als auch die Umweltauswirkungen ihrer Nutzung erheblich verbessert. Im Vergleich zu erneuerbaren Energien sind konventionelle Energieträger weitaus erschwinglicher und effizienter.
Die Kosten für eine Ölquelle sind etwa so hoch wie für den Bau einer riesigen Windturbine. Doch während die Turbine das Energieäquivalent von etwa einem Barrel Öl pro Stunde erzeugt, produziert die Ölquelle 10 Barrel pro Stunde. Es kostet weniger als 50 Cent, ein Barrel Öl oder das Äquivalent in Erdgas zu speichern. Man braucht aber Batterien im Wert von 200 Dollar, um die in einem Ölfass enthaltene Energie zu speichern.
Bisher war das nicht so wichtig, weil Wind- und Solarenergie immer noch nur wenige Prozentpunkte der weltweiten Energieversorgung ausmachen. Sie sind eine Beifallsbekundung für Umweltschützer, aber kein wichtiger Energieakteur. Und es ist tatsächlich unwahrscheinlich, dass sie das in absehbarer Zukunft sein werden.
Aber nehmen wir einmal an, wir würden den Bergbau stark ausweiten. Wo würden sich diese neuen Minen geografisch befinden?
Zum Beispiel in China.
China ist heute die größte Einzelquelle für die meisten unserer kritischen Energierohstoffe. Die Vereinigten Staaten beispielsweise sind derzeit zu 100 % von Einfuhren abhängig bei 17 kritischen Mineralien. In Europa sieht es nicht viel anders aus. Wollen wir China mehr politischen und wirtschaftlichen Einfluss geben? Europa hat sich für 40 % seines Erdgases von Russland abhängig gemacht. Wie gut hat sich das bewährt?
Ironischerweise gibt es alle Mineralien, die benötigt werden, direkt in Nordamerika. Allein sie aus dem Boden zu holen, ist extrem schwierig.
Vorschläge für den Bau von Minen in den Vereinigten Staaten und zunehmend auch in anderen Ländern stoßen auf heftigen Widerstand, wenn nicht sogar auf ein völliges Verbot. Um nur ein Beispiel zu nennen: Im Jahr 2022 sagte die Regierung Biden ein geplantes Kupfer- und Nickelminenprojekt im Norden Minnesotas ab. Dies geschah nach jahrelangen Verzögerungen, die durch ein Labyrinth von Umweltvorschriften bedingt waren.
Dieselben Umweltschützer und grünen Politiker, die alle Vorteile von Elektroautos anpreisen, sind auch diejenigen, die den Abbau von Materialien, die für den Bau dieser Autos unerlässlich sind – wie Kupfer und Nickel – nahezu unmöglich machen.
Klingt nach dem Versuch einer Quadratur des Kreises.
Und wie sieht es mit der Entsorgung am Ende des Lebenszyklus dieser „grünen Energiequellen“ aus? Windturbinen, Solarzellen und Batterien haben eine relativ kurze Lebensdauer, was zu erheblichen Abfallmengen führen wird.
Windturbinen haben eine Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren, also nur halb so lang wie zum Beispiel herkömmliche Gasturbinen.
Solarmodule haben ebenfalls eine relativ kurze Lebensdauer, meist um die 20 Jahre.
Die Batterien, die zur Speicherung von Energie aus Solarzellen benötigt werden, halten im Durchschnitt ebenfalls etwa 20 Jahre.
Nach Berechnungen der Internationalen Agentur für erneuerbare Energien wird die Entsorgung ausgedienter Solarmodule bis 2050 mehr als doppelt so viel ausmachen wie der gesamte heutige weltweit anfallende Plastikmüll. Ausgediente Windturbinen und Batterien werden weitere Millionen Tonnen Abfall verursachen, was eine ganz neue Herausforderung für die Umwelt darstellt.
Bis jetzt haben wir nur über den Energiebedarf von heute gesprochen und über den Abfall von morgen. Aber was ist mit dem Energiebedarf von morgen?
Der zukünftige Energiebedarf wird weitaus größer sein als der heutige. Das war in der gesamten Geschichte der Zivilisation so. In der Zukunft wird es nicht nur mehr Menschen geben, sondern auch mehr Innovationen. Und Unternehmer und Erfinder waren schon immer besser darin, neue Wege zur Nutzung von Energie zu erfinden als zu ihrer Produktion.
Das ist zwar offensichtlich, aber es lohnt sich, darauf hinzuweisen: Vor der Erfindung von Autos, Flugzeugen, Arzneimitteln oder Computern war keine Energie nötig, um sie herzustellen und zu betreiben.
Und je mehr Menschen wohlhabender werden, desto mehr wollen sie die Dinge, die andere bereits haben – von einer besseren medizinischen Versorgung über Urlaube bis hin zu Autos.
In Amerika kommen auf 100 Bürger etwa 80 Autos, in Deutschland und Europa sind es rund 60. In den meisten Ländern der Welt sind es etwa fünf pro hundert Bürger.
Über 80 % der Flugreisen werden für private Zwecke genutzt. Das entspricht zwei Milliarden Barrel Öl pro Jahr.
Krankenhäuser verbrauchen 250 % mehr Energie pro Quadratmeter als ein durchschnittliches Geschäftsgebäude.
Und die globale Informationsinfrastruktur – die Cloud – verbraucht bereits heute doppelt so viel Strom wie das gesamte Land Japan, die drittgrößte Volkswirtschaft der Welt. Allein die riesigen Rechenzentren im Herzen der Cloud verbrauchen fast zehnmal so viel Strom wie die 10 Millionen Elektroautos, die es derzeit auf der Welt gibt.
Der elektronische Handel ist in Schwung gekommen und sorgt für einen Rekordzuwachs von Lagerhäusern, die zunehmend mit energiehungrigen Robotern gefüllt werden. In den letzten zehn Jahren hat sich die Zahl der Lastkraftwagen in Amerika mehr als verdoppelt, um die Waren zu und von diesen Lagern zu transportieren.
Dies sind die bekannten Trends von heute. Wir können die Zukunft zwar nicht vorhersagen, aber wir können voraussagen, dass es mehr Innovationen geben wird – Robotik, Drohnen, Quantencomputer, Biotechnologie. Und es wird neue Branchen geben, die wir uns noch nicht vorstellen können.
All das wird mehr Energie erfordern – viel mehr.
Fossile Brennstoffe, Kernenergie und ja, auch erneuerbare Energien werden benötigt werden.
Aber wenn Sie glauben, dass wir alles aus Wind und Sonne gewinnen können … ?
Träumen Sie weiter.