Mehr als eine Idee: Wasserstoff anstelle von Erdgas

Für die einen ist das Gasnetz die Basis für eine CO2-neutrale Wirtschaft. Für die anderen ist es ein Relikt aus dem fossilen Zeitalter, das sie lieber heute als morgen hinter sich lassen möchten. Tatsächlich gibt es für beide Positionen gute Argumente, wie auf der Handelsblatt Jahrestagung Gas 2021 deutlich wurde. Bekannt sind vor allem die Einsparziele für die CO2-Emissionen in den nächsten Jahren. Der Weg dorthin führt in großen Teilen durch unbekanntes Terrain.

Es ist ein Fakt, über den das Mutterland der Energiewende vielleicht lieber hinweg sehen würde: Auch nach über 20 Jahren Förderung der erneuerbaren Energien wird die Energieversorgung in Deutschland wesentlich durch fossile Energien gedeckt. Im ersten Halbjahr 2021 war Erdgas in Deutschland der wichtigste Primärenergieträger, gefolgt von Mineralöl. Strom aus erneuerbaren Energien belegte Platz 3, wobei die Produktion aus Wind im ersten Halbjahr 2021 nach Angaben des Statistischen Bundesamtes um 21 % niedriger als im stürmischeren Vorjahr.

Die Dimension des Gasverbrauchs in Deutschland ist ein Grund, weshalb viele Branchenvertreter davon ausgehen, dass auch in Zukunft weiterhin Gas durch das 511.000 km lange Netz strömen wird. Flexible Gaskraftwerke können die Stromversorgung absichern und so wetterbedingte Produktionsschwankungen der erneuerbaren Energien ausgleichen. Die Sicherheit der Stromversorgung lässt sich derzeit ohne Gas nicht vorstellen.

Heute Erdgas, übermorgen Wasserstoff – und morgen?

Bis 2045 – dem Jahr der Klimaneutralität – ist nicht mehr lange hin, daher lastet auf der Planung der künftig benötigten Infrastruktur ein enormer Zeitdruck. Ludwig Möhring, Bundesverband Erdgas, Erdöl und Geoenergie (BVEG), unterstütze in der Online-Debatte die Zielsetzung einer Klimaneutralität und forderte, die Umsetzung zu gestalten. Er erwartete eine stärkere Elektrifizierung, vermisste aber eine Debatte über die Rolle von Gas im Wärmemarkt und in der Stromerzeugung. Das derzeitige Narrativ ermögliche keinen Weg zu einer Transformation.

Wie die Gasinfrastruktur in Zukunft genutzt werden kann, ist Gegenstand intensiver Diskussionen. In einer dekarbonisierten Wirtschaft soll Erdgas langfristig durch Wasserstoff ersetzt werden, der ebenfalls über ein Pipelinesystem transportiert werden könnte. Ob dieses künftig benötigte Leitungssystem allerdings mit dem heutigen vergleichbar ist, ist noch offen. Denn es lässt sich schwer prognostizieren, in welchem Maße Haushalte und Industriezentren Wasserstoff nutzen werden.

Von Erdgas zu Wasserstoff – mehr als ein Austausch der Moleküle

Wasserstoff, der über einen Elektrolyseur aus erneuerbarem Strom produziert wird, gilt als Königsweg einer künftigen Energiesystems. Klarer Vorteil ist die CO2-freie Energie mit hoher Dichte. Wasserstoff lässt sich ähnlich nutzen wie Erdgas, ist aber als Rohstoff um ein vielfaches teurer und stellt höhere Anforderungen an die Sicherheit. Ob die privaten Verbraucher künftig mit Wasserstoff heizen oder sich preiswertere Alternativen suchen, ist offen. Je nach Einschätzung wird Wasserstoff als Champagner oder Mineralwasser der Energiewende gesehen.

Im Prinzip lässt sich das Gasnetz auch für eine Beimischung von Wasserstoff nutzen. Dadurch lässt sich der Energiegehalt des Gases erhöhen – bei gleichzeitig geringeren CO2-Emissionen. Die bedeutet allerdings einige technische Veränderungen, um den Eigenschaften des Wasserstoffs Rechnung zu tragen.

So benötigt der Transport des trägeren Wasserstoff im Vergleich zu Erdgas deutlich mehr Energie. Evgeniy Grin, PJSC Gazprom aus St. Petersburg, Russland, erläuterte, dass eine Beimischung von Wasserstoff mehr als viermal soviel Energie benötige, um auf einen Druck von 80 bar zu bekommen. Beimischungen seien auch aus einem anderen Grund problematisch: Viele Kunden benötigten reines Erdgas. Grin warnte zudem vor technischen Risiken von Lekagen, da das Pipelinesystem nicht dafür ausgelegt sei.

Transport von Erdgas und Wasserstoff im Vergleich

Auf der Suche nach Lösungen

Es gibt einige Antworten auf die vielen offenen Fragen des künftigen Energiesystems: Eine Strategie setzt auf maximale Offenheit. Neue Gaskraftwerke sollen grundsätzlich Wasserstoff-Ready sein, d.h. solange Erdgas verfügbar ist, sollen sie mit Erdgas laufen. Steht Wasserstoff zur Verfügung könnten sie auch den Strom aus Wasserstoff erzeugen. Roger Miesen, RWE Generation SE gibt allerdings zu bedenken, dass die Wasserstoffkraftwerke durch eine Wasserstoffpipeline versorgt werden müssten, die es heute noch nicht gebe. Ohnehin sei unklar, ob sich die Investition in ein Gaskraftwerk rechne, wenn dies nur als Back-up für fehlenden Strom aus Photovoltaik und Windanlangen in Betrieb sei.

Jochen Homann, Bundesnetzagentur, betonte die Bedeutung einer gründlichen Planung eines Wasserstoffnetzes. Diese hänge davon ab, wo der Wasserstoff eingesetzt werde. Homann hob die Bedeutung einer systemischen Gesamtschau und von klaren Zielvorgaben hervor, wo der Wasserstoff eingesetzt werden soll. Er berichtete von zahlreichen Projekten zur Produktion von Wasserstoff. Sollten diese alle umgesetzt werden, würde das sogar die erwartete Nachfrage übersteigen.

Bildquellen: Zukunft Gas; Gasprom

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Klimaschutz auf der Straße: Anderer Brennstoff oder andere Mobilität?

Im Straßenverkehr entsteht viel CO2. Um das Fahren künftig klimafreundlicher zu gestalten, werden E-Fahrzeuge und Kraftstoffe auf Basis von grünem Wasserstoff entwickelt. Ob es damit aber möglich ist, die bisherigen Verbrennungsprozesse zu ersetzen, ist aus verschiedenen Gründen noch offen. Vielleicht muss sich auch die Mobilität insgesamt ändern. Im Forschungsprojekt Kopernikus entwickeln Wissenschaftler daher gemeinsam mit Bürgern und Unternehmen verschiedene Wege zu mehr Klimaschutz im Straßenverkehr.

Das Projekt Kopernikus wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und bearbeitet mit seinen vier Teilprojekten Ariadne, Ensure, P2X und Synergie unterschiedliche Schwerpunkte der Energiewende. Für den Verkehrssektor untersuchen die Forscher, welche Antriebsenergien es gibt und wie eine Verkehrsinfrastruktur aussehen könnte.

Mineralöl hat den größten Anteil am Primärenergieverbrauch

Deutschland importiert rund 70 des Primärenergiebedarfs. Davon ist etwa ein Drittel Mineralöl, das zu zwei Dritteln im Verkehrssektor landet und etwa 20 Prozent der deutschen Treibhausgasemissionen verursacht. Mit der heutigen Struktur des Energieverbrauch wird es nicht ausreichen, allein den Stromsektor klimaneutral zu gestalten. Auch der Verkehrssektor muss seine Verbrennungsprozesse verändern, um die Klimaziele zu erreichen.

Antriebswende: Autofahren ohne CO2

Um Emissionen im Straßenverkehr künftig zu vermeiden, wäre ein Weg, CO2-freie Energiequellen für die Mobilität zu nutzen. So geht das in den Teilprojekten ENSURE und P2X untersuchte Konzept einer Antriebswende davon aus, dass Fahrzeuge vermehrt mit grünem Strom und alternativen Kraftstoffen fahren. Allerdings wäre der Strombedarf für die heute geleisteten Fahrstrecken erheblich.

Stephan Rupp, stellvertretender Teilprojektleiter im Kopernikus-Projekt ENSURE und zuständig für die Geschäftsentwicklung Leistungselektronik bei der Maschinenfabrik Reinhausen macht die Dimension einer Elektrifizierung der Mobilität deutlich: „Das Stromnetz transportiert 600 Terawattstunden. Der Straßenverkehr hat einen Energiebedarf von 700 Terawattstunden, dieser ist also insgesamt größer als die gesamte Stromproduktion.“

Ob wirklich soviel Strom gebraucht wird hängt auch davon ab, welche Art der Motoren verwendet werden. Denn die Effizienz der verschiedenen Antriebssysteme ist sehr unterschiedlich. E-Fuels entsprechen im Prinzip den heutigen Kraftstoffen, werden aber nicht aus Erdöl, sondern aus grünem Wasserstoff hergestellt. Damit könnten vorhandene Motoren CO2-neutral werden.

Strom oder E-Fuels?

Wenn es darum geht, die Energie auf die Straße zu bringen, macht es einen Unterschied, ob die Fahrzeuge mit Strom oder mit E-Fuels fahren: „Ein batteriegetriebenes Fahrzeug wandelt annähernd die komplette elektrische Energie in Bewegungsenergie um. Ein Verbrennungsmotor, der mit E-Fuel befeuert wird, produziert überwiegend Wärme und nur zu ¼ Bewegungsenergie“, erläutert Rupp.

Bei einer kompletten Umstellung des heutigen Straßenverkehrs auf E-Fuels würden dann mit 700 TWh deutlich mehr Primärenergie in Form von Strom benötigt, als heute durch das Netz fließt. Bei einer direkten Nutzung von Strom kämen die Fahrzeuge hingegen mit rund 250 TWh Strom aus, hat Rupp errechnet. Gemessen an dem gegenwärtigen Strombedarf wären das etwa 50% mehr. Bei einem nächtlichen Ladevorgang wäre der Stromtransport auch mit der vorhanden Netzinfrastruktur zu schaffen.

Bisher ist unklar, wie die entsprechenden grünen Strommengen erzeugt werden können. Beim weiteren Ausbau von Solar- und Windanlagen zeichnet sich ab, dass die Flächen knapp werden. Aber auch bei den E-Fuels ist noch nicht absehbar, wie diese in großem Stil produziert werden. Grüner Wasserstoff oder daraus gewonnene synthetische Kraftstoffe existieren bisher in Konzepten und Modellversuchen, aber nicht als Wirtschaftszweig.

Verkehrswende: Mobilität mit anderen Mitteln

Die Betrachtung der Antriebsenergie ist allerdings nur ein Weg, um CO2 im Verkehrssektor zu vermeiden. Ein alternativer Ansatz einer Verkehrswende konzentriert sich auf eine Mobilitätswende im Sinne von Verhaltensänderungen. Im Teilprojekt Ariadne wird untersucht, ob die Bevölkerung bereit wäre, mit dem Fahrrad oder dem öffentlichen Personennahverkehr anstelle vom Auto zu fahren und wie der richtige Rahmen dafür aussehen könnte.

Die Wissenschaftler befragen dazu jährlich 6.800 Menschen in Deutschland, um Anliegen und Bewertungen der Bürger zur Strom- und Verkehrswende einzufangen. Fast 80 Prozent der Teilnehmenden sehen die Transformation als Gemeinschaftsaufgabe, bei der jeder Mensch einen Beitrag zum Gelingen leisten sollte. Mehr als die Hälfte der Menschen beschreibt die Umsetzung der Energiewende jedoch als teuer oder bürgerfern und wünscht sich mehr Tempo.

Bildquelle: Ariadne

Außerdem diskutierten rund 90 zufällig ausgewählte Bürger bei digitalen Treffen, was ihnen bei einer Verkehrswende wichtig ist. Ein Ergebnis: Die Bürger empfinden die Notwendigkeit einer Verkehrswende. Ihre eigene Möglichkeiten daran teilzunehmen, erleben sie aber als sehr begrenzt, vor allem wegen der bestehenden Infrastruktur. Dazu gehört sowohl die Situation von Straßen und Radwegen vor Ort als auch die persönliche Situation im Sinne eines „Ich würde ja anders wollen, wenn ich nur könnte“.

Wenn die Infrastruktur da ist – wird sie genutzt

Die Infrastruktur ist damit ein wichtiger Ansatzpunkt, um den Straßenverkehr zu gestalten: „Wenn wir Straßen bauen, fahren die Menschen mehr Auto. Doch wenn wir Radwege bauen, dann fahren sie auch mehr Fahrrad. Das Gefühl der Leute, dass die Infrastruktur ihr Handeln beeinflusst, ist durch Daten belegbar. Zudem ist es belegbar, dass Menschen schnell bereit sind, ihr Transportmittel zu wechseln,“ erläutert Arwen Colell, Politik-Analystin des Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC Berlin), die Ergebnisse des Kopernikus-Projekts Ariadne.

Andererseits zeigt sich in den Befragungen auch ein klarer Wunsch nach einer Verkehrswende ohne Verhaltensänderung. Florian Koller, Wissenschaftlicher Mitarbeiter des Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und ebenfalls für das Kopernikus-Projekt tätig, verweist auf die Trägheit des Verhaltens: „Das Mobilitätsverhalten ist sehr routiniert. Selbst wenn die Einstellung stimmt und das Umweltbewusstsein da ist, bedeutet das nicht, dass die Menschen ohne geänderte Rahmenbedingungen auch ihr Verhalten ändern. “

Insofern steht Koller einer Mobilitätswende eher skeptisch gegenüber: „Wir sehen in den in Ariadne genutzten Modellen, dass die direkte Elektrifizierung im Verkehrssektor für den Zeitraum bis 2030 das größte Potenzial für CO2-Einsparung hat. Danach ergeben sich Potenziale auch für die indirekte Elektrifizierung, z.B. durch Wasserstoff.“

Deutlich wurde in den Untersuchungen auch, dass das Auto des Deutschen liebstes Kind ist. Es steht für Freiheit und Mobilität. Aber auch das Gegenteil ist richtig: Nach einer aktuellen Umfrage erleben viel Befragte gerade den Verzicht auf das Auto als ein Gewinn von Freiheit. Auch darin könnte eine Chance für eine Mobilitätswende liegen.

Unabhängig von mehr Klimaschutz haben die Bürger Hoffnungen, dass eine Verkehrswende ihre Lebensqualität verbessert. Die Erwartungen richten sich auf weniger Lärm, bessere Luft und kürzere Wege durch kompaktere Siedlungsstrukturen. Zudem wünschen sich viele Bürger einen besseren öffentlichen Nahverkehr, eine Fahrradinfrastruktur sowie die Möglichkeit zum Carsharing.

Die Ergebnisse des „Sozialen Nachhaltigkeitsbarometers 2021“ sind auf ariadneprojekt.de online verfügbar.

 

Energiepolitik in der nächsten Legislatur: Entscheidend ist der Ausbau der Enerneuerbaren

Die Spitzenkandidaten von SPD, FDP, Bündnis90/DIE Grünen, CDU positionieren sich im BDEW-Talk zur Energiepolitik. Nicht im Bild: Teilnehmer Armin Laschet. Bildquelle: BDEW

Geht die Energiewende in der nächsten Legislaturperiode weiter? Viel hängt davon ab, ob es gelingt, Solar- und Windanlagen in kurzer Zeit massiv auszubauen und internationale Wasserstofflieferungen zu erschließen. In einer Diskussionsrunde auf Einladung des Bundesverbandes der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) zeigten die Spitzenkandidaten von CDU, SPD, Bündnis 90/Die Grünen und FDP große Einigkeit darin, ein klimaneutrales Deutschland bis 2045 zu erreichen. Der vollständige Beitrag ist in der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft, Ausgabe 7-8, erschienen.

Die Energiebranche ist stärker als andere Wirtschaftszweige von der Dekarbonisierung betroffen. BDEW-Präsidentin Marie-Luise Wolff sieht ihre Verbandsmitglieder in der Rolle als Umsetzer. Entscheidend sei aber, dass die richtigen politischen Weichen in der nächsten Legislatur gestellt würden. Allein die Festlegung der Klimaneutralität auf das Jahr 2045 reduziere noch kein CO2. Wolff: „Wir brauchen einen Boom sowohl beim Wind- als auch beim Photovoltaikausbau!“

Standorte für Windanlagen

Die Kanzlerkandidatin von Bündnis 90/Die Grünen, Annalena Baerbock, empfahl, mehr Windkapazitäten auszuschreiben und auch nicht ganz so windhöffige Standorte in Süddeutschland bei der Vergabe zu berücksichtigen. Für Neubauten müsse es eine Pflicht zur Installation einer Photovoltaikanlage geben. Eine eigene Stromerzeugung mache in Relation zum gesamten Bauvorhaben nur einen geringen Teil der Kosten aus und würde sich bereits nach acht Jahren rentieren.

Zielkonflikt Natur- und Artenschutz

Um den Ausbau von erneuerbaren Energien zu beschleunigen, schlug Christian Lindner, FDP, vor, die bestehenden Zielkonflikte beim Natur- und Artenschutz und auch beim Verbandsklagerecht aufzulösen. Olaf Scholz, SPD, sprach sich ebenfalls für Änderungen beim Baurecht und Artenschutz aus. Zudem sollten nach dem Vorschlag seiner Partei die Bundesländer 2 Prozent ihrer Landesfläche für den Ausbau der Windenergie bereitstellen.

Genehmigungsverfahren Zu Langwierig

Für den BDEW liegt das Problem weniger an fehlenden Investitionsplänen als vielmehr in der Durchführung. Ein Boom gelinge nur mit vereinfachten Planungs- und Genehmigungsverfahren und der Ausweisung zusätzlicher Flächen für Windräder und Photovoltaikanlagen, gab Wolff zu bedenken. „Mindestens genauso wichtig ist der Ausbau der Energieinfrastruktur,“ so Wolff weiter, „hier brauchen wir einen nachhaltig wirkenden Regulierungsrahmen, für die notwendigen milliardenschweren Investitionen in die Netzinfrastruktur.“

Armin Laschet war der Diskussionsrunde über Video zugeschaltet. Er betonte, wie dringend die Energiewende beschleunigt werden müsse. Die Erfahrungen aus der Pandemie hätten gezeigt, welche Veränderungen möglich seien.

Gaskraftwerke weiterhin benötigt

Gas soll noch auf absehbare Zeit Teil des Energiemixes bleiben. Der SPD-Spitzenkandidat geht davon aus, dass weiterhin neue Gaskraftwerke benötigt werden, um die Flexibilität bei der Stromerzeugung zu sichern. Auch Baerbock sieht im Energieträger Gas eine Brückentechnologie, verweist aber darauf, dass eine Brücke endlich sei. Konkret bedeute das, neue Gaskraftwerke so zu planen, dass sie auch mit Wasserstoff befeuert werden können.

Importbedarf von Wasserstoff

Die Umstellung der heimischen Energieerzeugung ist jedoch nur ein Teil der Antwort. Deutschland sei heute Energieimporteur und werde dies auch in Zukunft bleiben, zeigte sich Lindner überzeugt. Allerdings sollte künftig Wasserstoff anstelle von fossilen Brennstoffen importiert werden. Wasserstoff sollte möglichst viele Anwendungen finden: Der Energieträger sei nicht der Champagner sondern das Mineralwasser der Energiewende, führte Lindner aus. Er hob hervor, dass es dazu nötig sei, die unterschiedlichen Arten der Wasserstofferzeugung gleichermaßen zu nutzen.

Der Importbedarf von Wasserstoff sei nur mit international neuen Allianzen zu realisieren, betonte Laschet. Viele Länder arbeiteten an der Umstellung auf Wasserstoff – so auch die Mittelmeeranrainer und die arabische Welt. Ein Vorteil des Gas-Projektes Nordstream 2 sei, dass die Pipeline auf Wasserstoff umgestellt werden könne und so der Übergang in der Energieversorgung gesichert werde. Auch Lindner sprach sich für die Fertigstellung der umstrittenen Gasleitung aus.

Der vollständige Beitrag ist in der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft, Ausgabe 7-8, erschienen.

www.bdew.de

Video der Diskussionsrunde vom 17.6.2021: https://youtu.be/4MPoGtMy6m8

BDEW-Talk mit den Spitzenkandidaten unter Moderation von Marco Seiffert am 17.6.2021 in der Station-Berlin. Bildquelle: BDEW

Stromwende vor der Steckdose: Gemeinsam geht es besser voran

Klimaschutz umsetzen – das ist mehr als ehrgeizige Prozentsätze, Jahreszahlen und spannende digitale Innovationen. Aktuelle Forschungsergebnisse weisen darauf hin, welches Potenzial vor der Steckdose wartet: Die Gesellschaft muss neue Formen der Mitbestimmung finden, um Aufbruchsstimmung und Akzeptanz zu erzeugen.

Lang galt die Überzeugung, die Ingenieure werden die Dekarbonisierung schon richten. Inzwischen wird immer deutlicher, beim Vermeiden von CO2-Emissionen geht es auch um die Verbraucher. Das kann den Verlust von Freiheiten bedeuten.

Flexible Stromnachfrage impliziert zunächst einmal, sein eigenes Verhalten nach dem wetterabhängigen Angebot von grünem Strom zu richten. Um ausreichend Strom aus Sonne und Wind produzieren zu können, bedarf es zudem auch entsprechend großer Anlagen, die in der Landschaft sichtbar sind.

Auch ProDukte brauchen Energie

Bisher ist die Relevanz der Stromwende für das persönliche Leben ist nicht unbedingt offenkundig. Nur Viertel des Stromverbrauchs entfällt auf die privaten Haushalte. Tatsächlich nutzt der Konsument vor allem gebundene Energie. „Bürgerinnen und Bürger übersehen oft, dass sie über Produkte Energie verbrauchen, selbst beim Fahrradkauf oder Hausbau“, berichtet Steffi Ober, Initiatorin und Ko-Sprecherin der Zivilgesellschaftlichen Plattform Forschungswende, Naturschutzbund NABU.

Wie es gelingen kann, die Akzeptanz für die Stromwende zu verbessern, untersucht das Forschungsprojekt Projekt Ariadne. Im Mittelpunkt steht die Frage nach dem Einfluss der Gesellschaft auf die Ziele des Pariser Klimaabkommens. Der erste Teil des Projektes lotet dazu Optionen aus. Im zweiten Projektteil folgen dann eine Bewertung und Empfehlungen für eine politische Umsetzung.

„Tragfähige Lösungen für die Energiewende gibt es nicht als Blaupausen, wir können sie als Gesellschaft nur gemeinsam entwickeln,“ beschreibt Arwen Colell, Politik-Analystin, Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC Berlin) die Ausgangslage.

Quelle: Ariadne

Das Projekt hat dazu eine Struktur von unterschiedlichen Arbeitsgruppen mit Bürgern aufgebaut. Ziel ist es, die Ergebnisse von Fokusgruppen, Co-Creation-Workshops, Bürgerkonferenzen, Bürgergipfel zunächst in einem Grünbuch und später in einem Weißbuch zu veröffentlichen.

Der Ton macht die Musik

Als erstes Ergebnis der Ariadne-Forschung zeigt sich, dass die Stromwende nicht grundsätzlich kritisiert wird, sondern vor allem die Art und Weise, wie diese umgesetzt wird. Für viele Bürger ist eine Beteiligung und Teilhabe im Transformationsprozess ein zentraler Aspekt, den sie stärker berücksichtigt sehen möchten. Dabei geht es nicht darum, selbst die Energie zu erzeugen, sondern vielmehr um den Wunsch nach Information und Mitsprache auf Augenhöhe mit den Entscheidern.

Ein zweiter Aspekt, der Bürger interessiert, sind innovative Technologien und die dezentrale Stromerzeugung. Hier treffen in den Arbeitsgruppen durchaus deutscher Erfindergeist und deutsche Skepsis aufeinander. Eine Begeisterung für den die Umgestaltung der Energieversorgung lässt sich nicht einfach voraussetzen, sie muss erarbeitet werden.

Ein drittes Thema, das Bürger umtreibt, betrifft die Frage nach der Gerechtigkeit. Gewinner und Verlierer im Transformationsprozess werden als ungleich verteilt wahrgenommen. Das sorgt für eine negative Bewertung der Stromwende.

Bürgerinnen und Bürger sprechen über Herausforderungen und Ziele. Quelle: Ariadne-Report Februar 2021

Bürger wollen Arbeitsteilung – wenn sie funktioniert

Fehlende Akzeptanz ist andererseits auch ein Hinweis darauf, wie das Thema Stromwende viele Menschen ganz persönlich beschäftigt. In einer arbeitsteiligen Gesellschaft ist so eine Aufmerksamkeit nicht per se zu erwarten. „Der Ruf nach Bürgerbeteiligung ist ein Indiz dafür, dass bei der Energieversorgung etwas mit der Arbeitsteilung nicht richtig funktioniert,“ ist Armin Grunwald, Leiter des Instituts für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) und Professor für Technikphilosophie am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie Leiter des Büros für Technikfolgen-Abschätzung im Deutschen Bundestag, überzeugt.

Dabei geht es nicht darum, möglichst autark seine eigene Energieversorgung aufzubauen, sondern um eine gemeinschaftliche Versorgung in einer neuen Form. In den Gesprächen wird zudem deutlich, dass eine rein ökonomische Sichtweise die gesellschaftliche Realität nur unzureichenden widerspiegelt. „Es gibt Menschen, für die ist Geld alles – aber das gilt nicht für die meisten,“ so Grunwald weiter.

Das Genossenschaften und Bürgerenergieprojekte könnten ein Weg zu mehr gemeinschaftlichen Erleben im persönlichen Umfeld sein. Dörte Ohlhorst, Dozentin am Lehrstuhl für Umwelt- und Klimapolitik Hochschule für Politik an der TU München, sieht die Notwendigkeit einer zentralen Anlaufstelle zur Unterstützung von Bürgerenergieprojekten: „Bürgermeister haben eine Schlüsselrolle bei der Vermittlung der unterschiedlichen Interessen in der Energiewende vor Ort.“

Die Chance gemeinsamer Erfolge

Ariadne macht deutlich, dass die Energiewende materielle und immaterielle Aspekte hat, die gleichermaßen berücksichtigt werden müssen. „Wir merken jetzt: Die Energiewende braucht gemeinsame Geschichten und Erfolgsbeispiele genauso dringend wie technologische Innovationen und Investitionen,“ resümiert Colell.

Um die Akzeptanz der Energiewende zu erhöhen, haben die Wissenschaftler bisher drei Empfehlungen erarbeitet: Wichtig ist der Aufbau einer effektiven Governance, aus der deutlich wird, wer die Entscheidungen trifft und wer mitwirken darf. Ein weiterer Aspekt für mehr Transparenz sind Technologielandkarten für Deutschland aus denen Erzeugungsarten, Standorte sowie die Auswirkungen auf Strompreise und Netzentgelte hervorgehen. Ein drittes wichtiges Thema ist die Verteilung von Lasten und Nutzen – sowohl innerhalb der Bevölkerung als auch zwischen den Regionen Deutschlands.

Das Forschungsprojekt Ariadne ist 2020 gestartet und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 30 Millionen Euro über drei Jahre gefördert. Ariadne ist Teil der Kopernikus-Forschungsinitiative.

www.kopernikus-projekte.de

Ariadne-Report

Report: Was ist uns wichtig bei Verkehrs- und Stromwende? – Bürgerinnen und Bürger sprechen über Herausforderungen und Ziele

Windenergie: Abstand halten zu Vogelnestern

Windräder können für Vögel gefährlich sein. Ob dies allerdings rechtfertigt, komplett auf den CO2-freien Strom zu verzichten, ist fraglich. Eine Lösung des Konflikts schlägt dazu die Stiftung Klimaneutralität vor: Durch ein zweistufiges Abstandskonzept soll verhindert werden, dass der Bestand an Vogelarten durch Mindestabstände zu Brutplätzen geschützt wird.  Der vollständige Bericht ist in der Juni-Ausgabe der Zeitschrift Magazin für die Energiewirtschaft erschienen. 

Viele Windprojekte an Land werden nicht genehmigt, weil sie Tierarten gefährden könnten. Die Stiftung Klimaschutz will den Widerspruch zwischen Natur- und Artenschutz auflösen. „Klimaneutralität und Artenschutz sind keine Gegensätze – vielmehr ist Klimaschutz eine entscheidende Voraussetzung für den Erhalt der Lebensgrundlagen, insbesondere von heute bereits gefährdeten Arten“, ist Direktor Rainer Baake überzeugt.

Die Stiftung hat dazu die Bedarfe des Naturschutzes untersuchen lassen. Auf Basis einer breiten Quellenstudie kommen die beauftragten Umweltgutachter zu dem Schluss, dass das Risiko für Kollisionen mit Windanlagen (WEA) je nach Vogelart variiert. Insgesamt seien Kollisionen aber relativ seltene Ereignisse.

Abstand zu Nistplätzen und Alternativen anbieten

Mit diesen Erkenntnissen schlägt die Stiftung Klimaneutralität ein zweistufiges Abstandskonzept für den Vogelschutz vor. Zum einen sollte um Nistplätze von besonders durch Vogelschlag gefährdeten Arten ein artspezifischer innerer Schutzabstand gezogen werden, in dem keine Windanlagen gebaut werden.

Zum anderen soll nach dem Vorschlag ein artspezifischer äußerer Schutzabstand festgelegt werden. Für diese äußere Zone schlägt die Stiftung einen Abstand von 6.000 Metern für Schreiadler bis zu 350 Metern für Baumfalken vor. Zwischen innerem und äußerem Schutzabstand wären danach dann Windenergieanlagen zwar zulässig, müssten aber durch Schutzmaßnahmen begleitet werden.

Dies betreffe insbesondere zehn Vogelarten für die unterschiedliche Mindestabstände klassifiziert wurden. So reicht der innere Schutzabstand von 2.500 Metern für Schreiadler bis zu 350 Metern für Baumfalken.

Vogelschutz an Windenergieanlagen

 

Abstand von Windrädern zu Vogelnestern

Rund um die Windanlage dichteN BewuchS schaffen

Im Nahbereich der Windanlage sollte die Bepflanzung für Vögel unattraktiver gemacht werden. Das könne durch niedrige dichte Sträucher oder eine Ackernutzung mit dichten Feldfrüchten erreicht werden. Zu berücksichtigen sei zudem, dass die Vogelgefährdung im Jahresverlauf variiere. Besonders Mahd, Mulchen, Ernte oder Feldumbrucharbeiten lockten Greifvögel und Störche an. Die Gutachter schlagen für diese Phasen daher eine Abschaltung von Windanlagen für die Zeit zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang vor.

Ergänzende Schutzmaßnahmen könnten Ausweichflächen sein, so dass sich Vögel verstärkt an anderen Orten aufhalten. Als attraktive Nahrungshabitate wird Grünland mit Staffelmahd als Dauergrünland, Ackergras oder mehrjährige Kulturen vorgeschlagen. Diese Art der Bewirtschaftung schaffe Strukturen für Kleinsäuger und damit eine Jagdmöglichkeit für Groß- und Greifvögel abseits des Windparks.

Die Stiftung Klimaneutralität ist seit Juli 2020 in Berlin tätig. Sie entwickelt in Kooperation mit anderen Denkfabriken sektorübergreifende Strategien für den Klimaschutz in Deutschland. Dabei geht sie davon aus, das im Zuge der Transformation zu einer klimaneutralen Wirtschaft die Windenergie zur wichtigsten Energiequelle in Deutschland wird. Im Gutachten „Klimaneutrales Deutschland“ wird ein Bedarf von Windenergieanlagen an Land mit einer installierten Leistung von 80 GW bis 2030 und 145 GW bis 2045 beziffert. Ende des Jahres 2020 seien knapp 55 GW Windanlagen an Land installiert gewesen.

www.stiftung-klima.de

Der vollständige Beitrag ist unter ew 6/2021  abrufbar.

Bildquelle: Stiftung Klimaneutralität

Global gedacht: Produktion von grünem Wasserstoff in großem Stil möglich

Günstige Standorte für die Produktion von grünem Wasserstoff

 Wasserstoff muss keine Luftnummer werden. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) haben ermittelt, dass es mit der Perspektive 2050 weltweit ausreichend günstige Standorte für die Produktion von grünem Wasserstoff gibt. Ein Online-Tool bietet konkrete Informationen zu Produktionsbedingungen und Kosten für alle Länder im Vergleich.

Grüner Wasserstoff gilt als Lösung für viele offene Fragen der Energiewende. Allerdings bringt er selbst die grundlegende Frage mit sich, ob es überhaupt realistisch ist, entsprechende Mengen zu erzeugen. Hintergrund des Zweifels an einer Verfügbarkeit in großen Mengen, ist der hohe Energiebedarf eines Elektrolyseurs. Wird dieser mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben, bedeutet dies, dass zunächst große Mengen von Sonnen- und Windstrom erzeugt werden müssen.

Ein Gruppe von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE hat weltweit 600 Standorte für Power-to-X (PtX) analysiert und kommt zu einer optimistischen Einschätzung. Die Analyse hat ergeben, das außerhalb Europas langfristig etwa 109.000 Terrawattstunden flüssiger grüner Wasserstoff produziert werden kann.

Energieeffizienz, Elektrifizierung mit grünem Wasserstoff kombinieren

Grundsätzlich gehen die Wissenschaftler davon aus, dass Strom auch künftig prioritär direkt genutzt werden sollte. Für Anwendungen, in denen das nicht möglich ist, kann Wasserstoff fossile Energieträger ersetzen.

Rechnet man die zur Verfügung stehenden Mengen nach dem heutigen Anteil an der Weltbevölkerung auf Deutschland herunter, stehen 770 Terawattstunden Wasserstoff zur Verfügung. »Das genügt, um den verbleibenden Brenn- und Kraftstoffbedarf zu decken – vorausgesetzt, Energieeffizienz und direkte Stromnutzung haben jederzeit absoluten Vorrang«, erläutert Norman Gerhardt, Leiter Energiewirtschaft und Systemanalyse, Fraunhofer IEE.

Unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeitskriterien wie ausreichender Wasserverfügbarkeit und dem soziökonomischen Rahmen kommen viele Standorte für eine Wasserstofferzeugung in Betracht. Besonders günstige Standorte gibt es in den USA, Australien, Argentinien und Russland. Chile und Kanada weisen ebenfalls ein gutes Potenzial auf.

Auch näher an Europa gelegene Staaten wie Ägypten oder Libyen wären prinzipiell in der Lage, große PtX-Volumina zu liefern – und auch grünen gasförmigen Wasserstoff, da die Transportstrecken vergleichsweise kurz sind. In diesen Ländern seien die sozioökonomischen Bedingungen jedoch schlechter, so dass die Investitionsrisiken und damit die Finanzierungskosten höher wären.

Nachhaltigkeit für PtX-Standorte berücksichtigt

Untersucht wurde das Potenzial für Photovoltaik- und Onshore-Windanlagen in Kombination mit Elektrolyseuren und Transportmöglichkeiten für flüssigen Wasserstoff per Schiff. Ausgeschlossen wurden dabei Orte, an denen es zu Konflikten mit dem Naturschutz oder der Nahrungsmittelproduktion kommen könnte.

Der PtX-Atlas ist als interaktives online-Tool erschienen und steht kostenlos auf der Website des Projektes zur Verfügung. Die Arbeiten sind im Rahmen des Forschungsprojektes DeV-KopSys erfolgt, das durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit gefördert wurde. Der Überblick soll als Orientierung dienen, welche Regionen sich längerfristig zu Energieschwerpunkten entwickeln und über eine Energiepartnerschaft gefördert werden könnten.

Der PtX-Atlas ist ab dem 1. Juni 2021 online: https://devkopsys.de/ptx-atlas/

Bildnachweis: Fraunhofer IEE