BR Fernsehen - Faszination Wissen


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Faszination Wissen-Reihe Die Energie der Zukunft

2050 soll es vorbei sein mit Strom aus Kern- und Kohlenenergie. Doch die Energiewende läuft nicht nach Plan. Woran es hakt, kann man symptomatisch an der Windkraft sehen. Doch es gibt auch erfolgreiche Projekte und vielversprechende neue Techniken.

Stand: 18.02.2016

Moderator Max Schmidt | Bild: Bilderfest

Eine Film-Reihe von Susanne Delonge

Folgen im Überblick

29.2.16: Wind, Sonne und Meer - Woher kommt die Energie der Zukunft (1)
07.3.16: Stromtrassen und Netze - Neue Wege für die Energie (2)
14.3.16: Wasserstoff und Akkus - Ohne Speicher geht es nicht (3)
21.3.16: Die Wärmewende - Die Zukunft des Wohnens (4)
04.4.16: Kohle, Kernkraft, Kernfusion - Welche Zukunft haben sie? (5)

- Hoffnungsträger Windenergie -

Die Windkraft ist in Deutschland noch ausbaufähig, hat aber starke Gegner.

Die Energiewende ist beschlossene Sache. Spätestens im Jahr 2050 soll es vorbei sein mit dem Strom aus Kern- und Kohlekraft. Sonne und Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme sollen dann mindestens 80 Prozent des Stroms liefern. Bislang stammen nur zirka 30 Prozent unseres Stroms aus solchen erneuerbaren Energiequellen. Wie wollen wir das hochgesteckte Energie-Ziel erreichen? Der größte Hoffnungsträger in Sachen Energiewende in Deutschland ist die Windenergie.

Sieben neue Meeres-Windparks gingen 2015 ans Netz - 12 gibt es nun insgesamt. Sie produzieren etwa 1 Prozent des in Deutschland verbrauchten Stroms, also knapp 6 Milliarden Kilowattstunden. Vergleichen mit der Windkraft an Land ist das wenig: Sie lieferte 2015 zehnmal mehr Strom als die Windräder auf dem Meer. In Zahlen heißt das etwa 60 Milliarden Kilowattstunden. Insgesamt deckt die Windkraft heutzutage etwa 10 Prozent des Stromverbrauchs in Deutschland. Experten sind der Meinung, dass das ausbaufähig ist, haben die Rechnung allerdings ohne die Windkraft-Gegner gemacht. Die Entwicklung der Windenergie ist symptomatisch für die Entwicklung der Energiewende in Deutschland.

- Warum die Energiewende stockt -

Horst Seehofer setzt auf Abstand bei der Windenergie.

Der bayerische Ministerpräsident Horst Seehofer (CSU) erlässt Ende 2014 die "10H"-Regel. Diese schreibt vor, dass zwischen einer Windkraftanlage und dem nächsten Haus der zehnfache Abstand der Gesamthöhe einer Anlagen bis zur senkrecht nach oben stehenden Rotorspitze eingehalten werden muss. Bei 200 Meter hohen Windrädern sind das 2 Kilometer Abstand. Durch die "10H"-Regel kommen für neue Windräder nur noch 0,05 Prozent der Fläche in Bayern in Frage. Windkraft-Gegner und die "10H"-Regel sind nicht das einzige Problem auf dem Weg zur Energiewende. Auch die Verteilung des Strom ist noch nicht geklärt: Um den Verlauf der Stromtrassen durch Deutschland ist mindestens ein ebenso erbitterter Streit entbrannt wie um den Bau von Windkraftanlagen. Besonders in Bayern!

Irgendwie muss die Windenergie, die im Norden Deutschlands produziert wird, aber in den Süden kommen, damit hier die Kernkraftwerke abgeschaltet werden können. 2022 soll es soweit sein. Derzeit sind aber noch 8 von 17 Atomkraftwerken in Deutschland in Betrieb. Für den Abtransport des Windstroms aus dem Norden sind drei neue Höchstspannungsleitungen geplant. Die Frage ist nur: Brauchen wir überhaupt neue Stromtrassen? Lorenz Jarras, Professor für Wirtschaftswissenschaften an der Hochschule RheinMain, sagt "Nein!": Die aktuelle Trassenplanung schade der Energiewende sogar.

"[…] wenn man es wirklich schaffen würde, den Kohlestrom in den nächsten Jahrzehnten runterzufahren, ihn nicht noch zu erhöhen, wie manche Szenarien es ja vorsehen, dann kann man auf etliche Leitungen verzichten. Aber es wird in der Zukunft notwendig sein, dass man große Mengen von erneuerbaren Energien abtransportieren kann - auch ins europäische Ausland im Übrigen. Gerade von Norden ist da das skandinavische Ausland sehr wichtig! Viel wichtiger sind aber dezentrale Verteilnetze - über die wir aber leider nicht sprechen."

Claudia Kemfert, Professorin am Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung

Aus Angst vor der elektromagnetischen Strahlung wünschen sich viele Anwohner Erdkabel statt überirdischer Stromtrassen. Ihre Angst: Überirdische Stromleitungen könnten krank machen - sogar Krebs erregen. Einen eindeutigen wissenschaftlichen Beweis für diesen Zusammenhang gibt es allerdings nicht. Doch auch Erdkabel bedeuten einen Eingriff in die Landschaft: Beim Bau verdichten die schweren Baumaschinen den Boden entlang der Trassen und verändern dadurch den Boden- und Wasserhaushalt. Die Erdkabel, die sich dazu technisch eignen und ausgereift sind, gibt es erst seit Kurzem. Auf Teststrecken in Norddeutschland werden sie derzeit erprobt. Nach Meinung von Experten sollten die Ergebnisse abgewartet werden, bevor man Erdkabel in großem Stil vergräbt.

- Was die Energiewende anschieben soll -

Energie aus erneuerbaren Quellen wie Wind-, Sonnenenergie und Wasserkraft macht nicht nur beim Transport durch Deutschland Probleme, sondern auch bei der Speicherung. Die ist nämlich nicht so einfach möglich! Der Lithium Ionen-Akku soll das ändern. Er ist die Lösung aller Energieprobleme, findet zumindest Elon Musk, Hersteller von Elektroautos.

Noch ein verheißungsvoller Energiespeicher der Zukunft: das Hybridkraftwerk. Dort wird Windstrom in Gas, in Form von Methan oder Wasserstoff, umwandelt. Daher wird das Hybridkraftwerk auch Power-to-Gas-Kraftwerk genannt. In einem Hybridkraftwerk wird Windstrom mittels Elektrolyse in einem Elektrolyseur in gasförmigen Wasserstoff umgewandelt. Chemisch gesehen wird dabei Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten. Der Elektrolyseur arbeitet immer dann, wenn das Stromnetz überlastet und Windstrom im Überfluss vorhanden ist. Somit können Power-to-Gas-Kraftwerke überschüssigen Windstrom chemisch speichern - als Wasserstoff im Tank. Bisher allerdings geht das nur in kleinen Mengen.

Ein Weg aus dem Energie-Dilemma ist es, Wege zu finden, wie man Energie speichern kann, ein anderer, wie man Energie sparen kann. Ein Beispiel: Bei einer Brauerei wie Paulaner muss das Bier beim Brauen stets gut gekühlt werden. Dafür ist viel Strom notwendig - vor allem bei der Produktion von untergärigem Bier wie Pils. Braut Paulaner dagegen Weißbier (mit obergäriger Hefe), ist der Stromverbrauch geringer.

Die Brauerei ist damit ein idealer Partner für ein intelligentes Netzwerk, bei dem sich ein Pool an Firmen zusammenschließt und durch geschicktes Strommanagement ein komplettes Kraftwerk ersetzt. Voraussetzung: Die Firmen verbrauchen viel Strom, können aber bei Engpässen im Netz kurzfristig abgeschaltet werden - und sie geben die Steuerung ihres Stromverbrauchs in fremde Hände. Der Strom des intelligenten Netzwerks wird in einem sogenannten virtuellen Kraftwerk von Strommanagern der Firma Enemoc verteilt. An diesem Projekt beteiligen sich inzwischen schon mehrere Brauereien, Papier-, Aluminium- und Zementfabriken sowie Biogas- und Flugzeughersteller.

Eine knappe Stunde südlich von München liegt Mietraching. Die Siedlung ist das ehrgeizige Projekt eines Bauunternehmers: Er wollte eine Siedlung bauen, die nur so viel Energie verbraucht, wie sie selbst erzeugt, also ein Nullenergie-Konzept. Die Wege der Energie in der Siedlung sind komplex: Photovoltaik, Solarthermie, Hackschnitzelheizung und Erdgas werden miteinander kombiniert, die erzeugte Wärme wird über ein Nahwärmenetz verteilt. Zwischen den Gebäuden und auch innerhalb der Häuser findet über intelligente Lüftungssysteme ein Energieaustausch statt.

Das Projekt wird von der Hochschule Rosenheim überwacht. Ein solches "energetisches Monitoring" einer ganzen Siedlung gab es noch nie. Nach dreieinhalb Jahre kommen die Experten der Hochschule Rosenheim zu dem Ergebnis: Die Solarenergie und Hackschnitzelheizung ergänzen sich hervorragend - nur im Winter musste das Gaskraftwerk einspringen. Den Großteil der Energie lieferten die Hackschnitzelheizung und die Photovoltaik. Eine gute Bilanz - die aber nur deshalb so positiv ausfällt, weil durch das Monitoring schnell Fehler entdeckt und behoben werden konnten.

In Mietraching trägt auch ein Baustoff dazu bei, dass weniger Energie verbraucht wird: Holz! Holz hat beim Bauen mehrere Vorteile: eine dämmende Wirkung, es ist leicht zu verarbeiten und sorgt für ein gesundes Wohnklima. Durch die Verwendung von Holz als Baumaterial bleibt zudem das darin gespeicherte Klimagas Kohlendioxid für lange Zeit gebunden. Aus Holz kann man sogar Hochhäuser bauen, nur das Treppenhaus muss aus Brandschutzgründen aus einem feuerfesten Material wie zum Beispiel Beton sein. Schweden und Österreicher sind Vorreiter bei der Holzbauweise, aber Bayern holt gerade auf.

- Techniken kurz & knapp -

- Bremser der Energiewende -

Kohle ist Klimakiller Nummer eins.

Mehr als 40 Prozent des Stroms in Deutschland stammen immer noch aus der Kohle. Dabei gilt sie als der Klimakiller Nummer eins. Ursprünglich plante die Bundesregierung, dass die Energiekonzerne für besonders klimaschädliche Kohlekraftwerke eine Abgabe bezahlen sollten. Doch das war nicht durchsetzbar. Der Kompromiss: Erst 2020 gehen einige sehr alte Kohlemeiler vom Netz - und dafür werden die Konzerne sogar entschädigt. Für das Gros der Kohlekraftwerke gibt es kein Ablaufdatum. "Das macht klimapolitisch wenig Sinn, ist teuer und ineffizient", sagt Wirtschaftswissenschaftlerin Claudia Kemfert.

Kann man Kohle eigentlich auch umweltfreundlich verbrennen? Die Speicherung von Kohlendioxid (CO2) im Meeresboden, kurz CCS genannt, gilt als eine Möglichkeit, den Anstieg der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre zu reduzieren. Bislang wird das kaum gemacht, weil es aufwändig und teuer ist. Die meisten Erdgasförderanlagen entlassen das produzierte CO2 in die Luft. So wie an Land die Kohle-Kraftwerke. Dabei könnten in den Kammern, in denen zuvor das Erdgas enthalten war, CO2 gespeichert werden. Vorausgesetzt der Speicher bleibt dicht - was permanent überwacht werden sollte.

Der Abbau eines Kraftwerks ist eine langwierige und teure Sache. Zunächst müssen die Brennelemente abkühlen. Je nach Alter des Meilers bis zu fünf Jahre lang. Erst dann können sie ausgebaut werden. Da die Brennstäbe 99 Prozent der radioaktiven Strahlung ausmachen, müssen sie durch ferngesteuerte Greifarme unter Wasser entfernt und im Castorbehälter verschlossen werden. Erst dann kann das Kraftwerk gereinigt und zerlegt werden. Viele Teile sind aber hoch radioaktiv verstrahlt. Deshalb werden auch sie ferngesteuert zerlegt und schließlich mit extra dafür entwickelten Verfahren unter Wasser zersägt. Erst wenn das ganze Gebäude leergeräumt, gereinigt und frei von Radioaktivität ist, wird es wie ein normaler Betonbau gesprengt. Das radioaktive Erbe des Atomzeitalters aber bleibt uns noch Jahrtausende. Und noch immer gibt es kein Atommüll-Endlager in Deutschland.


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