Bestandsaufnahme Energiewende im Januar 2022: Es gibt viel zu tun.

Handelsblatt-Energiegipfel 2022 in Berlin

Hybrider Branchentreff im Januar 2022: Online und auf der Bühne viel Diskussion um die Energiewende. Bildquelle: Handelsblatt-Energiegipfel

Der jährliche Branchentreffpunkt „Handelsblatt-Energiegipfel“ Mitte Januar zeigt die Agenda der aktuellen Energiethemen zu Beginn des neuen Jahres. Für 2022 fällt die Bilanz gemischt aus. Fortschritte bei der Dekarbonisierung gibt es, aber sie bleiben hinter den Zielen zurück. Gesucht wird die konkrete Gestaltung eines neuen Energiesystems und einer klimaneutralen Wirtschaft.

Auf der Branchenveranstaltung zum Jahresauftakt kamen Vertreter aus Energiewirtschaft, Verkehrssektor, Industrie, Politik und Wissenschaft in Berlin und digital zusammen und zeigten insgesamt ein großes Verständnis für den Transformationsprozess und die nötigen Schritte. Dekarbonisierung der Wirtschaft wird vor allem verstanden als eine Stromproduktion aus Strom aus Photovoltaik- und Windanlagen, Gaskraftwerke als Unterstützung sowie eine Wasserstoffinfrastruktur als Speichermedium und Rohstoffbasis für die industrielle Produktion insbesondere in der Chemie- und Stahlindustrie.

Das Ziel: Klimaneutralität und günstige Energieversorgung

Robert Habeck betonte die Notwendigkeit des Umbaus und der staatlichen Unterstützung. Bildquelle: Handelsblatt-Energiegipfel

Robert Habeck, Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz betonte die Notwendigkeit von Emissionssenkungen in allen Branchen, damit Deutschland bis 2045 klimaneutral werden könne. Er sieht in der Überwindung des fossilen Energiesystems zudem die Chance auf eine günstigere Energieversorgung durch erneuerbare Energien, wenn die nötige Infrastruktur mit Erzeugungsanlagen, Netzen und Elektrolyseuren erst einmal aufgebaut sei. Für Investitionen in die Dekarbonisierung kündigte er staatliche Unterstützung an.

Klimafreundliche Mobilität als persönliche Entscheidung

Neben Energiewirtschaft und Industrieproduktion ist die Transformation auch eine Aufgabe für den Verkehrssektor. Bundesverkehrsminister Volker Wissing appellierte an jeden einzelnen Bürger, einen Beitrag zur Verkehrswende zu leisten. Ob E-Auto, Hybrid, Fahrrad oder öffentlicher Personennahverkehr (ÖPNV) – jeder solle entscheiden, welche Form der klimafreundlichen Mobilität für ihn passe. In ländlichen Regionen werde weiterhin der Individualverkehr benötigt, während in den Metropolen ein dichtes Angebot durch den ÖPNV möglich sei. Viele Menschen wünschten sich zudem den Ausbau von Radwegen.

Die Vielfalt der Wege zu mehr Klimaschutz steht auch für den Prozess der Transformation als Ganzes. Zentral bleibt dabei die Frage, was grüne Energie ist und wie diese in ausreichendem Maße zur Verfügung stehen kann. Auf europäischer Ebene wurde Ende 2021 in der EU-Taxonomie die Klimafreundlichkeit von Investitionsvorhaben definiert. Dieser Rahmen soll Unternehmen zu mehr Transparenz verpflichten und damit  Finanzinvestoren die Bewertung erleichtern, ob eine Anlage nachhaltig im Sinne des Klimaschutzes ist.

EU-Taxonomie zur Bewertung grüner Investitionen umstritten

Auf dem Handelsblatt-Energiegipfel 2022 äußerten sich viele Branchenvertreter kritisch zu den jüngsten europäischen Vorgaben. Im Zentrum der Bedenken stehen die geplanten Bewertungen von Investitionen in Kern- und Gaskraftwerke. Aus deutscher Sicht ist unverständlich, dass die europäischen Vorgaben Investitionen in Atomkraftwerke als klimafreundliche Energieerzeugung einstufen. Zwar entsteht bei der Stromerzeugung kein CO2, allerdings wird die Technologie selbst und die damit verbundenen radioaktiven Abfälle in der deutschen Gesellschaft als ein zu großes Risiko wahrgenommen.

Kritisiert wurden zudem die Vorgaben der EU-Taxonomie für Gaskraftwerke als zu rigide. Die Branche sieht darin einen Widerspruch zum großen Bedarf in Deutschland an Backup-Kraftwerken als Ergänzung zur fluktuierenden Einspeisung aus Photovoltaik und Windanlagen. Die stark einschränkenden Vorgaben in Bezug auf  Größe und technische Ausstattung könnten zur Folge haben, dass Investitionen in Gaskraftwerke ausbleiben.

Abseits der Diskussionen über den Ausbau von Erzeugung, Netzen und Speichern mit vorhandenen Technologien entwickeln sich auch neue Verfahren der Energiegewinnung. Das Startup Marbel Fusion aus München stellte eine Methode vor, mit Lasertechnologie eine Kernfusion zu erzeugen. Die geplanten Kraftwerke sollen in der Lage sein, Strom CO2-frei und sicher zu erzeugen.

Keine Denkverbote: Diskussion über technische Möglichkeiten von Kernfusion, CO2-Abscheidung und Speicherung. Bildquelle: Handelsblatt-Energiegipfel.

Forschung an Fusionskraftwerken

Grundlegend für die Entwicklungen von Marbel Fusion sind Fortschritte bei Lasertechnik und Plasmaphysik. Insbesondere jüngste Innovationen der Laser- und Materialwissenschaft ermöglichten ultrakurzgepulstete, hochintensive Laser und nanostrukturierte Treibstoffe. Bei der Verwendung von Wasserstoff und Bor als Fusionstreibstoffe entstehen nach Unternehmensangaben keine problematischen Abfälle. Fusionskraftwerke könnten nach Einschätzung von Marvel Fusion ab den 2030er Jahren an bestehenden Kraftwerksstandorten alte Anlagen ersetzen und Ballungsräume und energieintensive Industrien versorgen.

https://marvelfusion.com

https://veranstaltungen.handelsblatt.com/energie/

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

 

PPA in Nordeuropa: Windstrom für Rechenzentren und energieintensive Industrie

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Ökostrom direkt vom Erzeuger beziehen? Viele Unternehmen schließen inzwischen mit Anlagenbetreibern von Wind- und Solarparks langfristige Lieferverträge sogenannte Power Purchase Aggreement (PPA) ab. Die größten Kapazitäten werden derzeit von der Aluminium- und IT-Industrie kontrahiert. Dies geht aus dem aktuellen Report „Financing and Investments Trends“ für die Windindustrie in Europa hervor.  

Zu den großen Abnehmern von erneuerbarem Strom über PPA zählen energieintensive Unternehmen wie Aluminiumschmelzen und Datencenter. Die größten Volumen kontrahierten im Jahr 2019 Norsk Hydro, Google, Alcoa, Amazon Web Services, Dutch Railway: Vivens, Facebook, Microsoft und BT Group.

Hauptmotivation: Energiekosten senken

Viele Industrieunternehmen setzen auf PPA, um sich große Mengen kostengünstigen Strom aus erneuerbaren Energien langfristig zu sichern. Für die industriellen Stromverbraucher sind PPA leichter zu realisieren, als selbst eine Anlage zu betreiben. Nach einer Untersuchung von 1.200 Unternehmen in sechs Ländern im Auftrag des Unternehmens BayWa stand bei 92% der Befragten die Reduzierung der Energiekosten im Vordergrund.

Auch für die Betreiber der Wind- und Photovoltaik-Anlagen bringt ein langfristiger Direktvertrag Vorteile. Durch die Abnahmegarantie über einen langen Zeitraum, sinkt das Risiko und das Projekt lässt sich günstiger finanzieren. Mit zunehmendem Auslaufen der bisher üblichen staatlichen Förderung für erneuerbare Energien werden PPA an Bedeutung gewinnen.

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Genehmigungen von Windanlagen sind Einzelfallentscheidungen

imon Schäfer-Stradowsky, Geschäftsführer des Instituts für Klimaschutz, Energie und Mobilität (IKEM)

Simon Schäfer-Stradowsky: Wir brauchen einen Windentwicklungsplan. (Bildquelle: IKEM)

Die Rechtsunsicherheit bei Windkraftprojekten ist groß. Nur ein kleiner Teil der geplanten Projekte wird überhaupt realisiert. Kleinteilige Zuständigkeiten und vielfältige Klagemöglichkeiten führen dazu, dass jede Genehmigung letztlich auf Einzelfallentscheidungen beruht. In der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft Ausgabe 11-12 erläutert Simon Schäfer-Stradowsky, Geschäftsführer des Instituts für Klimaschutz, Energie und Mobilität (IKEM), welche Wege zu mehr Klarheit führen.

Die Windenergie an Land soll nach den Vorgaben der Bundesregierung eine der wesentlichen Säulen des künftigen Energiesystems werden. Seit diesem Jahr kommen aber kaum noch neue Projekte an den Start. Als einen Grund dafür nennt Schäfer-Stradowsky, dass die Belange von Klima- und Artenschutz kollidieren. Ausgerechnet Umweltverbände, die eigentlich die Energiewende befürworteten, klagten gegen den Ausbau der Windenergie an Land.

Vielzahl von Vorschriften verunsichert

Eine Vielzahl von Vorschriften und Auslegungsspielräume durch die Behörden mache Investitionsprojekte angreifbar. Oft gehe es um eine Abwägung zwischen dem Schutz der Tierwelt in der unmittelbaren Umgebung und der Verhinderung der Erderwärmung, die den Lebensraum für Mensch und Tier global bedroht. Zudem hänge die Genehmigung von artenschutzfachlichen Einschätzungen ab. Es gäbe viele Einzelfallentscheidungen und unklare Maßstäbe. Das schaffe große Unsicherheit bei Projektierern, Behörden und Gerichten. Weiterlesen

„Wir brauchen leistungsstärkere Anlagen für die bestehenden Standorte“

Hermann Albers, Präsident Bundesverband Windenergie

Hermann Albers, Präsident Bundesverband Windenergie, erläutert, weshalb bestehende Windparks durch leistungsstärkere ersetzt werden sollten. (Bildquelle: BWE)

Der Ausbau von Windenergieanlagen an Land ist ein zentraler Baustein, um die Energieerzeugung zu dekarbonisieren. Mehr Windenergie bedeutet aber nicht unbedingt mehr Windräder. Nachdem sich bereits viele Windräder drehen, geht es nun vermehrt darum, die bestehenden Anlagen zu ertüchtigen. Im Interview mit der Zeitschrift netzpraxis erläutert Hermann Albers, Präsident Bundesverband Windenergie (BWE), weshalb es nun um Leistungssteigerungen, Netzanforderungen und Betriebskonzepte geht. 

Die erneuerbaren Energien haben 2018 über 40 Prozent der Stromerzeugung in Deutschland übernommen. Dazu hat die Windenergie an Land mit 111 Terrawattstunden (TWh) etwa hälftig beigetragen. Nach den Zielen der Bundesregierung soll bis 2050 der Strom zu 95 Prozent aus erneuerbaren Quellen erzeugt werden. Dazu müssen im Jahr 2050 insgesamt 200 GW installierte Windenergieleistung on-shore zur Verfügung stehen, so Albers. Das bedeute einen jährlichen Zubau von 4.700 MW. Im letzten Jahr und auch in den ersten sechs Monaten 2019 wurde dieser Wert allerdings nicht erreicht.

Bis 2020 werden 30.000 Windanlagen an Land benötigt

Für den weiteren Ausbau seien aber nicht unbedingt mehr Standorte erforderlich.  Ende Juni 2019 gab es in Deutschland 29.248 Windanlagen an Land. 2050 werde knapp über 30.000 Windanlagen und 2 Prozent der Landesfläche in jedem Bundesland benötigt, schätzt Albers. Zwar müssten weiterhin neue Gebiete für die Windenergie ausgewiesen werden. Mit dem Auslaufen der Förderung für viele Altanlagen gehe es aber ab 2021 primär um eine Modernisierung und eine Steigerung der Leistung an bestehenden Standorten.

Leistungsstärkere Anlagen können doppelt soviel Strom erzeugen

Die neu installierten Anlagen seien mit der ersten Generation, die heute produziere, nicht mehr vergleichbar, betont Albers. Die Narbenhöhe sei in den letzten 20 Jahren durchschnittlich von 71 auf 132 m gestiegen und der Durchmesser der Rotorblätter durchschnittlich von 58 m auf 118 m. Heute würden neue Anlagen mit einer Leistung von 3 MW und mehr gebaut. Das sei etwa dreimal soviel wie im Jahr 2000. Weitere Technologiesprünge seine absehbar: Die Hersteller kündigen Leistungssteigerungen auf 5 bis 6 MW bis zum Jahr 2050 an. Generell sei davon ausgehen, dass es im Zuge des Repowerings zu einer Halbierung der Anlagenzahl bei einer Verdopplung der erzeugten Strommenge komme. Auch Anwohner befürworteten das Repowering häufig, da eine Reduktion der Anlagen mit einer Flurbereinigung einhergehe. Weiterlesen