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Fossile Brennstoffe sollen bald der Geschichte angehören. Doch mit welchen Technologien lässt sich das Klima am effektivsten schützen, während die Stromversorgung gesichert bleibt? Windräder und Solarmodule jedenfalls kommen ohne schädliche Emissionen aus.

Klimaschutz

Wind und Solarstrom sind der beste Ersatz für fossile Brennstoffe

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Welche Technologie soll an die Stelle fossiler Brennstoffe treten? In einer neuen Studien zeigen Wissenschaftler drei denkbare Szenarien auf.  

Das Verbrennen von Kohle, Erdöl oder Erdgas ist „out“, wenn die Erde klimaneutral werden soll – aber welche Technologien sollen an die Stelle der fossilen Brennstoffe treten? Die Vor- und Nachteile verschiedener Wege zur Dekarbonisierung der Stromproduktion versuchte jetzt ein Forscherteam unter Leitung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) zu beziffern.

Das Ergebnis: Eine Energiewende hin zu Strom aus Sonne und Wind bringt die meisten Vorteile für die Gesundheit von Mensch und Planet. Auf Verbrennungstechniken, kombiniert mit der CO2-Speichertechnik CCS, oder Biomasse zu setzen würde aus Sicht des PIK erheblich mehr Lasten mit sich bringen.

Die Studie berücksichtigt dabei nicht nur die direkten Emissionen der Erzeugungs-Anlagen, sondern auch die Gewinnung von Mineralien und Brennstoffen für deren Bau und Betrieb bis hin zu den Flächen für die Strom-Infrastruktur. Betrachte man das Gesamtbild, so sei es „für Mensch und Umwelt am besten, hauptsächlich auf Windkraft und Sonnenenergie umzustellen“, erklärt Leitautor Gunnar Luderer vom PIK.

Klimaschutz: Umsteuern zu erneuerbaren Energien reduziert Gesundheitsrisiken

Für den Forscher ist die menschliche Gesundheit der größte Gewinner einer so gestalteten Dekarbonisierung. Ein Umsteuern zu erneuerbaren Energien könne die negativen Wirkungen der Stromerzeugung auf die Gesundheit um bis zu 80 Prozent reduzieren, so Luderer. Das liege vor allem an der geringeren Luftverschmutzung, weil das Verbrennen von Kohle und Öl wegfällt. „Zudem sind die Lieferketten für Wind- und Solarenergie viel sauberer als der Abbau von Kohle und das Bohren nach Öl – und auch sauberer als die Erzeugung von Bioenergie“, betont Luderer.

Die jetzt im Fachmagazin Nature Communications veröffentlichte Studie vergleicht drei Szenarien, um den Stromsektor bis 2050 zu dekarbonisieren. Das erste setzt hauptsächlich auf Solarenergie und Windkraft, das zweite auf eher konventionelle Kraftwerke, die das CO2 abscheiden und speichern oder die mit sogenannter Bioenergie betrieben werden. Das dritte Szenario setzt auf eine Mischung der genannten Technologien.

Auch wenn die Studie gute Argumente für einen schnellen Umstieg auf Erneuerbare liefere – man müsse sich immer bewusst sein, dass diese neue Energiewirtschaft „mehr Land und mineralische Ressourcen benötigt“, betonte Luderer. Um die negativen Auswirkungen zu begrenzen, ist aus seiner Sicht eine intelligente Energiepolitik nötig.

Ersatz für fossile Brennstoffe: Flächenbedarf für alternative Technologien ist groß

Auf jeden Fall steigt in allen drei Szenarien der Flächenbedarf für die Stromerzeugung, am meisten beim Einsatz von Biomasse. „Pro Kilowattstunde Strom aus Bioenergie braucht man hundertmal mehr Land als für die gleiche Menge Energie aus Solarmodulen“, erläutert Studien-Mitautor Alexander Popp vom PIK.

Zugleich seien Landflächen eine „begrenzte Ressource auf unserem Planeten“, so Popp. Angesichts der wachsenden Weltbevölkerung, die mehr Nahrung und mehr Strom wolle, werde auch der Druck auf die Landnutzung und die Ernährungssysteme zunehmen.

Demgegenüber hält die Deutsche Energieagentur (Dena) die Bioenergie bei der Dekarbonisierung für unverzichtbar. In ihrer Mitte 2018 veröffentlichten Leitstudie, praktisch so etwas wie eine „Bibel“ der Energiewende, rechnet die Agentur damit, dass 2050 auch die Möglichkeiten der Bioenergie maximal ausgenutzt werden müssen. Dazu gehöre auch die Biomasseverfeuerung zur Stromerzeugung.

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Klimaschutz: Ohne Bioenergie werden fossile Brennstoffe wohl nicht zu ersetzen sein

Auch Simone Peter, Chefin des Bundesverbandes Erneuerbare Energie (BEE), gibt zu bedenken, dass es ganz ohne Bioenergie nicht gehen werde. Das gelte vor allem für den Verkehr und das Heizen, aber auch für alle anderen Sektoren, so Peter.

Im Stromsektor könnten flexible Biogasanlagen „perfekt“ die schwankende Einspeisung aus Windkraft und Photovoltaik ergänzen, so die BBE-Chefin. Das sei nicht nur gut für die Energiewende, sondern auch für die lokale Wertschöpfung, da diese Anlagen in ein Netzwerk von Planern und Herstellern und in Biomassekreisläufe eingebettet seien.

Der Streit darum, ob wir wegen der begrenzten Verfügbarkeit von Flächen künftig vor allem auf Wind und Sonne setzen sollten oder ob auch Bioenergie eine größere Rolle spielen soll, ist augenscheinlich erst eröffnet.

In einem Gastbeitrag erklärt Jörg Linke, Leiter des Kompetenzzentrums für Klimawandel bei der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ), warum es beim Kampf gegen den Klimawandel immer auf die Verhältnisse in den unterschiedlichen Staaten ankommt

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