Gerade erst hat sich die EU auf das Ziel verständigt, bis 2050 klimaneutral zu werden, bis 2030 sollen die CO₂-Emissionen in Europa um mindestens 55 Prozent sinken. Der neue US-Präsident Joe Biden will mit einer ähnlichen Erklärung nachziehen. Doch einer Gruppe von Energiesystemforschern geht das bei Weitem nicht schnell genug. In einer Deklaration fordern sie, schon bis 2030 ausschließlich Strom aus erneuerbaren Quellen zu gewinnen - und zwar weltweit. Andere Bereiche wie Verkehr, Industrie oder Wärmeversorgung sollen möglichst bis 2035 folgen.
Der ambitionierte Zeitplan "ergibt sich aus der Notwendigkeit, aus dem, was wir von der Klimawissenschaft erfahren haben", sagt Mitinitiator Eicke Weber, ehemals Direktor am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) und nun Vorsitzender eines europäischen Solarverbands. Weber verweist darauf, dass sogenannte Kipppunkte, die irreversible Veränderungen des Klimas zur Folge haben könnten, unter Umständen schon relativ bald überschritten werden könnten. In einem Kommentar im Fachmagazin Nature warnten Klimaforscher 2019 etwa, dass der grönländische Eisschild bei der gegenwärtigen Erwärmung schon 2030 einen Punkt erreichen könnte, ab dem sein komplettes Abtauen nicht mehr aufzuhalten ist. Ähnliche Kipppunkte werden im Permafrost oder im westantarktischen Eisschild vermutet. Daraus ergebe sich die Frage, so Weber: "Haben wir denn überhaupt eine Chance, die CO₂-Emissionen schnell genug herunterzufahren?"
Der Flächenverbrauch durch die zusätzlichen Anlagen sei handhabbar
Das Papier beantwortet diese Frage mit einem deutlichen Ja. 100 Prozent erneuerbare Energien seien möglich, und die Transformation könne viel schneller passieren als erwartet. Darüber hinaus sei etwa die Produktion von Strom aus klimaneutralen Quellen für Verbraucher auch günstiger als eine mit hohem Anteil von Gas- oder Kohlestrom. Unterzeichnet haben die Deklaration neben den sieben Autoren rund 40 weitere Energiesystem-Forscher, aus Deutschland etwa Claudia Kemfert vom DIW Berlin und Hans Joachim Schellnhuber, Gründer des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) und Mitglied des Weltklimarats IPCC.
In den vergangenen Jahren sind etliche Modellierungen erschienen, wie mit Sonne, Wind- und Wasserkraft der komplette Strombedarf eines Landes gedeckt werden kann. Marc Jacobsen von der Stanford University hat solche Roadmaps für 140 verschiedene Länder entwickelt. Auf diese Studien berufen sich die Autoren in ihrem Appell. Zugleich räumen sie ein: "Eine massive Neu-Gestaltung des globalen Energiesystems wird notwendig sein". Vor allem Photovoltaik und Windenergie müssten rasant ausgebaut werden.
Den Flächenverbrauch durch diese Expansion hält Weber für handhabbar. In Deutschland gebe es etwa jede Menge für Photovoltaik geeignete Flächen auf Dächern oder Parkplätzen. Außerdem braucht es enorme Investitionen in Energiespeicher, um die Schwankungen aus Wind und Sonne aufzufangen. Dennoch sei ein solches System am Ende kostengünstiger, argumentiert Weber. Auch die Kosten für Batteriespeicher seien gesunken.
"Wir müssen eigentlich nicht mehr auf Forschungsergebnisse warten, wir müssen viel mehr anwenden", sagt Volker Wachenfeld, Professor für Netzintegration erneuerbarer Energien und Energiespeicher an der Hochschule Biberach. In Deutschland deckten erneuerbare Energien im ersten Halbjahr 2020 laut Zahlen des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft etwa die Hälfte des Strombedarfs. "Damit ist die Frage, ob das geht, gar nicht mehr entscheidend", sagt Wachenfeld, der nicht an der aktuellen Initiative beteiligt ist, im Hinblick auf das 100-Prozent-Ziel.
Technisch möglich wäre das Vorhaben wohl. Aber ist es auch realistisch?
Allerdings weist der Ingenieur auf einige Schwierigkeiten hin, je näher man der Hundertprozentmarke kommt. So müsse man "massiv überinstallieren", das heißt, deutlich mehr Leistung an Photovoltaik und Windkraft vorhalten als momentan aus fossilen Kraftwerken. Das liegt daran, dass PV-Module nur tagsüber Strom produzieren, und Windräder nur, wenn Wind weht. Dadurch kommen sie auf weniger Volllaststunden pro Jahr als konventionelle Kraftwerke. Laufen sie dagegen an sonnigen oder stürmischen Tagen auf Hochtouren, muss man die Überkapazitäten speichern oder umverteilen. Hier habe Europa aber einen großen Vorteil, sagt Wachenfeld. "Unser starkes kontinentales Verbundnetz unterstützt die Möglichkeit, den Strom zu verteilen."
Trotz wachsenden Bedarfs stockt jedoch in Deutschland der Ausbau der erneuerbaren Energien. So wurde im Saarland 2020 kein einziges neues Windrad genehmigt, in Bayern ganze drei. Deutschlandweit kamen 770 neue Windräder hinzu, ein Rückgang um 40 Prozent im Vergleich zum Zubau im Jahr 2015. Experten sehen als Hindernisse weniger die Technologien, sondern eher die regulatorischen Rahmenbedingungen, etwa was den Einsatz von Stromspeichern angeht oder den Bezug von selbst erzeugtem Solarstrom. Ein erneuerbares Energiesystem innerhalb von 15 Jahren sei beim derzeitigen Tempo kaum zu erreichen, sagt Martina Klärle, Leiterin des Forschungsfelds Erneuerbare Energien an der Frankfurt University of Applied Sciences. "Technisch möglich ist das natürlich, realistisch ist es trotzdem nicht."
