Vergangenheit und Zukunft in einem Bild: In Garzweiler wird Braunkohle gefördert, im Hintergrund erzeugen Windparks erneuerbare Energie. Bild: Schlussstein
Konsequenzen
Eine neue Studie der Stanford University zeigt, dass eine globale Energiewende bereits mit heutiger Technologie möglich ist – und 62 Billionen Dollar kosten wird. Diese scheinbar hohen Kosten amortisieren sich jedoch innerhalb von sechs Jahren. Und das ist noch nicht das Ende der guten Nachrichten.
Das Model
Windkraftanlagen in der Nähe von Bad Harzburg, Deutschland. Bild: Schlussstein
Die Studie untersucht den Energiebedarf von 145 Ländern (verantwortlich für 99,7 % der CO2-Produktion) mit einem 30-Sekunden-Raster. Das enge Intervall ist neu für eine solche Studie. So können Tag- und Nachtrhythmen sowie saisonale Bedürfnisse berücksichtigt werden. Ziel war es, eine Infrastruktur zu modellieren, die diesen Bedarf mit rein erneuerbarer Energie decken kann, ohne dass es zu Stromausfällen kommt.
Die Autoren betrachten Wasser, Wind- und Sonnenenergie, thermische Energie sowie Wellen- und Gezeitenenergie als legitime erneuerbare Quellen. Kernenergie gehört nicht dazu.
Zur Energiespeicherung setzen die Autoren vor allem auf Batterien, aber auch auf Wärme- und Kälte-, Wasser- und Wasserstoffspeicher. Alle Technologien sind bereits vorhanden. Es ist wichtig zu beachten, dass dies eine allgemeine Energiestudie ist, keine Leistungsstudie. Dementsprechend umfasst es auch den Verbrauch aller Verkehrsmittel, der Landwirtschaft, des Baugewerbes, der Industrie und sogar der Armee.
Die Hauptansprüche
Deutschlands größte schwimmende Photovoltaikanlage auf dem Silbersee in Haltern. Bild: Schlussstein
Laut den Autoren der Studie kann die Energiewende in jedem der 145 Länder mit den derzeit vorhandenen Technologien bewerkstelligt werden. Dafür sind weltweit Investitionen in Höhe von 62 Billionen erforderlich. Was auf den ersten Blick wie eine riesige Menge erscheint, entpuppt sich bei näherem Hinsehen als überraschend günstig.
Elektrifizierung bedeutet in der Regel Effizienzsteigerung. In vielen zentralen Bereichen ist der Elektroantrieb überproportional effizienter als sein mit fossilen Brennstoffen betriebenes Pendant: zum Beispiel in Motoren, Heizungen (mit Wärmepumpen) und der Industrie. Außerdem fallen bei einem rein elektrischen System keine fossilen Brennstoffversorgungs- und Transportkosten an. Insgesamt erwarten die Autoren eine Kostenreduktion von 63 Prozent von einem vollelektrischen System – sie nennen es „WWS“. Kosteneinsparungen im Gesundheitswesen durch sauberere Luft und weniger Folgeschäden durch verlangsamten Klimawandel wirken sich zusätzlich entlastend auf WWS aus.
Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass ein rein elektrisches System mit rein erneuerbarer Energie weltweit jährlich 11 Billionen Einsparungen bringen würde. Daher wird sich die Investition von 62 Billionen in sechs Jahren amortisieren.
Das Modell für die Schweiz
Auch in der Schweiz gibt es schwimmende Photovoltaikanlagen, hier in Bourg-Saint-Pierre. Sie sind besonders effektiv im Alpenraum. Bild: Schlussstein
Die Autoren haben einen Bericht für alle untersuchten Länder erstellt. Mit WWS könnte die Schweiz ab 2050 jährlich 52 Millionen Tonnen CO2 einsparen. Die Energiekosten würden um 60,6 Prozent sinken (von 28,1 Milliarden Dollar auf 11,1 Milliarden Dollar pro Jahr).
Dafür muss die Schweiz rund 75 Milliarden Dollar investieren. Vieles davon wird durch den massiven Ausbau der bisher kaum vorhandenen Windkraft aufgefangen. Autoren in der Schweiz sehen hier das grösste Potenzial. Die Windenergie muss auf eine Nennleistung von 16,5 GW ausgebaut werden, was rund 5.500 neuen Windenergieanlagen (Typ Enercon E-82 E4 mit einer Höhe von 84 Metern und 3,02 MW) entspricht. Zum Vergleich: Die Leistung deutscher Windkraftanlagen lag 2020 bei gut 62,7 GW. Die Schweiz muss also rund ein Viertel davon installieren.
Die Ergebnisse der Stanford-Studie sind damit vergleichbar mit den Modellrechnungen einer 2021 publizierten EPFL-Studie. Der Testfall der EPFL-Studie umfasste 4438 neue Windkraftanlagen – bei einer maximalen technischen Obergrenze von 50’398 Anlagen in der Schweiz.
Das grösste Potenzial für Windenergie in der Schweiz liegt (in dieser Reihenfolge) im Jura, in den Alpen und in den Voralpen. 40 Prozent der Anlagen werden im Jura stehen.
Neben der Windenergie soll der Ausbau von Photovoltaikanlagen gefördert werden. Die Nenn-Gesamtleistung soll sich etwa verzehnfachen, was angesichts der großen ungenutzten Dachfläche nicht unrealistisch erscheint. Aber auch hier liegt das größte Potenzial im Alpenraum. Die Wasserkraft soll nicht weiter ausgebaut werden.
Als Energiespeicher müssen Batterien (4,8 TWh) und unterirdische Wärmespeicher (74 TWh) gebaut werden.
Sowohl die Stanford-Studie als auch die EPFL-Studie sind rein technische Analysen. Rein technisch ergeben sich Möglichkeiten, die Energiewende in der Schweiz und weltweit umzusetzen. Beide Studien berücksichtigen nicht den Wunsch danach – und die Tatsache, dass jeder der 5.500 Windparks von Anrufen torpediert wird.
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