Es wird erwartet, dass die Kapazität der erneuerbaren Energien in den nächsten Jahrzehnten drastisch zunehmen wird, um den Klimawandel in den Griff zu bekommen. Da Wind- und Solarenergie intermittierende Energiequellen sind, muss es einen soliden Plan für die Energiespeicherung oder Backup geben. Soweit ich das beurteilen kann, gibt es das nicht.
Die EIA (Energy Information Administration) geht davon aus, dass die weltweite Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien bis 2050 um das Vierfache von 3.388 auf 14.347 Terawattstunden ansteigen wird, was 34 % des Stroms entspricht (Abbildung 1).
Abbildung 1. Wind- und Solarenergie werden sich voraussichtlich vervierfachen und im Jahr 2050 34 % des Stroms liefern. Kohle wird um 1 % zurückgehen und Kernenergie wird um 24 % zunehmen. Quelle: EIA & Labyrinth Consulting Services, Inc.
Abbildung 2. Wind- und Solarenergie werden um das 8,5-fache zunehmen und im Jahr 2050 54 % der elektrischen Energie liefern. Der Anteil der Kohle wird um 53 % sinken und der der Kernenergie um 62 % steigen. Quelle: IEA & Labyrinth Consulting Services, Inc.
Das sind sehr unterschiedliche Prognosen, aber beide erfordern eine erhebliche Unterstützung für Zeiten, in denen Wind und Sonne keinen Strom erzeugen können. Die IEA und die EIA sehen in der Batteriespeicherung den Weg in die Zukunft - nicht in der Kernkraft oder im Erdgas.
"Stromspeicher, insbesondere Batterien, werden eingesetzt, um überschüssige Energie, die von variablen Erzeugungsquellen - wie Wind und Sonne - produziert wird, in den Schwachlastzeiten zu speichern und die gespeicherte Energie in Zeiten mit höherer Nachfrage zu verteilen.""Die Batteriespeicherung wächst in allen Fällen erheblich. Im Jahr 2022 betrug die Batteriespeicherkapazität 52 GW, weniger als 1 % der weltweiten Stromerzeugungskapazität. Wir gehen davon aus, dass die Batteriespeicherkapazität bis 2050 in allen Fällen auf 625 GW bis 1.507 GW ansteigen wird, was 4 % bis 9 % der weltweiten Stromkapazität ausmacht."
Ein Anteil von vier bis neun Prozent klingt nicht nach einem großen Plan. Auch die Angabe der Kapazität (Gigawatt) macht mich nicht gerade glücklich - ich bevorzuge die Angabe der Erzeugung (Gigawattstunden).
Bloomberg NEF schätzt, dass bis 2030 neue Batteriespeicher in Höhe von 1.143 Gigawattstunden zur Verfügung stehen werden. Das entspricht etwa 2,5 Stunden Backup pro Tag, wenn man die IEA-Prognose von 10.600 Terawattstunden erneuerbarer Energieerzeugung im Jahr 2030 zugrunde legt. Die Schätzung der EIA von etwa 6.700 Terawattstunden erneuerbarer Energieerzeugung lässt vermuten, dass die Schätzung von Bloomberg etwa 4 Stunden Reservezeit bieten könnte.
Das macht mich nervös, denn die US-Daten für 2023 zeigen einen gewichteten durchschnittlichen täglichen Ausfall von Wind- und Solarenergie von mehr als 7 Stunden. Weder die EIA noch die IEA bieten eine substanzielle Diskussion darüber, wie die Batteriespeicherung das Defizit bei den Unterbrechungen ausgleichen wird. Es gibt auch keinen Hinweis auf materielle Grenzen für Batterien oder andere Maschinen für erneuerbare Energien. Man hat das Gefühl, dass "das schon klappen wird".
Was wäre, wenn wir uns auf die Kernenergie verlassen würden, um weitere vier Stunden pro Tag mit erneuerbaren Energien zu überbrücken?
Die EIA geht davon aus, dass die Kernenergie bis 2030 nur um etwa 350 Milliarden kWh zunehmen wird, so dass sich die Kapazität mehr als verdreifachen muss. Das Problem ist, dass die weltweite Kernkraftkapazität im Jahr 2022 nur um 4 % höher war als im Jahr 2000 (Abbildung 3). In den letzten fünf Jahren ist sie nur um 3 % gestiegen und 2022 um 4 % gegenüber 2021 gesunken.
Der von der EIA als Referenzfall angegebene Anstieg der Kernenergieerzeugung bis 2030 erfordert einen jährlichen Zuwachs von mindestens 8 %. Auf der Grundlage historischer Daten ist das sehr weit hergeholt. Um 4 Stunden Grundlastunterstützung durch Wind- und Solarenergie zu gewährleisten, wäre ein jährlicher Anstieg der Stromerzeugung aus Kernkraft um etwa 35 % erforderlich. Das ist sehr weit hergeholt.
Abbildung 3. 2022 war die weltweite Kernkraftkapazität nur 4% höher als im Jahr 2000. Sie ist in den letzten 5 Jahren nur um 3% gestiegen und wird 2022 um 4% sinken. Quelle: IEA & Labyrinth Consulting Services, Inc.
Abgesehen von der Ungewissheit über die Unterbrechung der Energieversorgung wird die Umstellung auf erneuerbare Energien ihrem erklärten Ziel, den Klimawandel einzudämmen, nicht gerecht.
Die EIA erwartet, dass die weltweiten CO2-Emissionen bis 2050 um 5,3 Gigatonnen (20 %) steigen werden (Abbildung 4). Die Kohleemissionen werden um 0,6 Gigatonnen (4 %), die Erdgasemissionen um 2,3 Gigatonnen (28 %) und die Flüssiggasemissionen um 2,4 Gigatonnen (20 %) steigen. Dies führt nicht zu einer Umkehrung der CO2-Emissionen, abgesehen von dem kontrafaktischen Fall, dass die Emissionen ohne den Ausbau der erneuerbaren Energien noch stärker ansteigen würden.
Abbildung 4. Die EIA erwartet, dass die weltweiten CO2-Emissionen bis 2050 um 5,3 Gigatonnen (20 %) ansteigen werden. Die Kohleemissionen werden um 0,6 Gigatonnen (4 %), die Erdgasemissionen um 2,3 Gigatonnen (28 %) und Flüssiggasemissionen werden um 2,4 Gigatonnen (20 %) zunehmen. Quelle: EIA & Labyrinth Consulting Services, Inc.
Die IEA prognostiziert einen Rückgang der CO2-Emissionen um 7,3 Gigatonnen bis 2050 von 34 auf 27 Gigatonnen. Das scheint ein guter Fortschritt zu sein, wenn man davon absieht, dass er auf einem unwahrscheinlichen Rückgang des Kohleverbrauchs und der damit verbundenen Emissionen beruht (Abbildung 5). Selbst wenn wir die Kohleprognose der IEA akzeptieren, würde dies eine noch stärkere Abhängigkeit von erneuerbaren Energien ohne jegliche Unterstützung für die Unterbrechung der Stromerzeugung bedeuten, abgesehen von Stromausfällen.
Abbildung 5. Die IEA erwartet einen Rückgang der weltweiten CO₂-Emissionen um 7,3 Gigatonnen bis 2050. Die Kohleemissionen werden um 5,8 Gigatonnen (53 %) zurückgehen, die Erdgasemissionen um 0,5 Gigatonnen (15 %) und die Ölemissionen werden um 0,4 Gigatonnen (61 %) zurückgehen. Quelle: IEA & Labyrinth Consulting Services, Inc.
Ich unterstütze erneuerbare Energien und die Abkehr von fossilen Brennstoffen, aber ein einfacher Wahrheitstest zeigt, dass die von der EIA und IEA vorgelegten Fahrpläne uns wahrscheinlich in die Irre führen. Wenn es einen anderen Fahrplan gibt, würde ich ihn gerne sehen.
Vielleicht bin ich ja zynisch, aber ich bezweifle, dass bei dem, was als Energiewendeplanung durchgeht, viel kritisches Denken im Spiel ist. Ich vermute, dass die führenden Politiker der Welt nicht in der Lage wären, die Daten in diesem Beitrag zu diskutieren.
Im Moment sieht es so aus, als ob das, was als Plan durchgeht, eine Flut von öffentlichen Geldern für fast jede noch so verrückte grüne Idee ist, vom Kohlenstoffstaubsauger bis zur mit Erde betriebenen Glühbirne. Es ist eine Ironie des Schicksals, dass viele, die den Planeten vor dem Klimawandel retten wollen, die Schäden am Ökosystem außer Acht lassen, die durch das Wachstum des menschlichen Treibens entstehen. Sie sehen nicht, dass die Substitution einer Energieform durch eine andere nichts zur Begrenzung dieser verheerenden Auswirkungen beiträgt.
Die Welt marschiert in einer Energiewendeparade, die von einem Clownwagen voller energieblinder Politiker angeführt wird. Es wird viel über die Zukunft der erneuerbaren Energien geredet, aber wenn man sich die Details ansieht, ist es schwer zu erkennen, dass irgendjemand weiß, wohin wir steuern.
