Klimaschutz: Auf dem Weg ins Solarzeitalter

War da was? In der Öffentlichkeit hat die Finanzkrise die Ölkrise als Schocker abgelöst. Aber auch wenn die gefühlte Energienot abgeklungen ist, hat sich am Problem wenig verändert. Obwohl der Ölpreis einbrach, kostet das Fass noch mehr als doppelt so viel wie vor fünf Jahren. Und sein Preis wird wieder steigen. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis es erneut heißt: Wer soll das bezahlen? Wann ist das Öl zu Ende? Was kommt nach dem Öl?

Niemand weiß es genau, und das macht die Menschen skeptisch. Im April 1977 prophezeite Jimmy Carter, damals amerikanischer Präsident, das baldige Ende des Öls. Er sprach davon, dass »Ende des nächsten Jahrzehnts« die dunkle Zeit anbreche, also spätestens 1990. Doch heute wird so viel gefördert und verbraucht wie nie zuvor.

So schwierig die exakte Prognose ist – das Problem ist sogar größer als ein Ölnotstand. Denn zur Knappheit der Ressourcen gesellt sich das größte Müllproblem aller Zeiten. Es manifestiert sich nicht im geplünderten Boden, sondern in der Luft, vollgepumpt mit Treibhausgasen. Das Problem ist geruchlos, unsichtbar, ungreifbar. Aber es ist politisch, sozial und wirtschaftlich hochexplosiv – und es wird millionenfach individuelle Tragödien verursachen.

Vier Fünftel ihres Energiekonsums bestreitet die Menschheit mit Öl, Kohle und Gas. Die Rohstoffe sind zwar endlich, sie sind zwar ungleich unter den Nationen verteilt, aber vorerst gibt es noch viel davon: mehr Gas als Öl und deutlich mehr Kohle als Gas. Rein physisch ist die Energieversorgung auf Jahrzehnte hinaus möglich. Doch abgesehen vom Preis, ließe die Verbrennung aller erreichbaren fossilen Energien die Temperaturen dermaßen ansteigen, dass weite Teile des Blauen Planeten unwirtlich würden, um nicht zu sagen: unbewohnbar.

Die Finanzkrise und die Energiekrise haben denselben Ursprung: Der freie Markt versagt, weil er die Risiken nicht mit einem hohen Preis versieht. Doch es gibt auch einen gewaltigen Unterschied: Die Klimakrise wird bleiben! Global: Metropolen wie New York oder Shanghai sind gefährdet. Und national: Die norddeutsche Tiefebene mit ihren Häfen, Deutschlands Verbindung in die Welt, droht abzusaufen.

Was also könnte, was müsste dem Öl folgen und könnte gleichzeitig das Klima retten? Es kann, bei Lichte betrachtet, nur eine Energiequelle sein: die Sonne. Ihre Kraft lässt Pflanzen wachsen, den Wind wehen und das Wasser zwischen Himmel und Erde zirkulieren. Jahrtausendelang nutzten die Menschen ausschließlich diese Energien, bis vor nicht einmal 300 Jahren fossile Brennstoffe die Ära der ersten solaren Zivilisation beendeten. »Zeitalter der Sonne« klingt, als sei damals das Paradies untergegangen. Ist es nicht. Die Menschen führten Kriege, auch Kriege um Energie. Trotzdem: Die fossile Ära, die dem ersten Solarzeitalter folgte, kann nur ein Intermezzo sein. Denn Kohle, Öl und Gas regenerieren sich nicht und werden eines nicht zu fernen Tages tatsächlich verbraucht sein. Der Aufbruch ins zweite Sonnenzeitalter ist deshalb unvermeidlich. Die Innovationen dafür sind bereits da oder entwickeln sich rasch. Sie müssen indes genutzt werden – und zwar »jetzt oder nie«, wie es sogar bei der Internationalen Energie-Agentur heißt.

Diese IEA in Paris ist die zu einer Institution geronnene Angst der Industrieländer, auf dem Trockenen zu sitzen. Die Angst und die Behörde entstanden vor 35 Jahren, als die Ölscheichs erstmals die Fördermengen drosselten und damit den Preis in die Höhe trieben. Seitdem versucht die IEA penibel zu registrieren, wie es um Angebot und Nachfrage auf dem Ölmarkt steht.

Jahrelang erweckte die Agentur den Eindruck, alles werde gut. Heute nimmt Fatih Birol, der Chefökonom, unverblümt Worte wie »Lieferklemme« und »Versorgungskrise« in den Mund. Mit Spannung erwartet die weltweite Ölgemeinde einen für Mitte November angekündigten Report darüber, wie viel Öl wirklich noch auf den Markt kommt oder besser: kommen kann. »Etliche Leute werden neue Schlussfolgerungen ziehen«, kündigte Birol an.

Schon länger behaupten einige Geologen, dass die weltweite Ölförderung etwa von 2010 an sinken werde, weil dann mehr als die Hälfte allen Öls verbraucht sei. Aber vermutlich werden es moderne Techniken ermöglichen, mehr Öl zu gewinnen, bisher unzugängliche Lagerstätten zu erschließen und »unkonventionelle« Vorkommen auszubeuten: Ölsand, Ölschiefer, Bitumen und Schwerstöl – klebrige Verbindungen, aus denen Öl mit viel Aufwand und Klimalast gewonnen werden kann. Doch neben der Geologie bestimmt die Geopolitik, wie viel Öl auf den Markt kommt – genauer: wie viel die Eigentümer des Öls hergeben wollen. Das sind vor allem die Opec-Staaten. Drei Viertel der gesicherten Ölreserven gehören ihnen, die Hälfte allein Saudi-Arabien, Iran, dem Irak und Kuwait.

Egal, von welcher Warte man schaut – Öl, dieser Stoff, den wenige Länder haben und viele haben wollen, ist ein Fluch. Der Kampf ums Öl führt zu riesigen außenpolitischen Verwicklungen. Jetzt streiten sich die Anrainerstaaten der Arktis auch noch um Gebietsansprüche am Nordpol, dem letzten noch unerschlossenen Öldorado. Also mehr Erdgas, zumal dessen Verfeuerung dem Klima nicht so abträglich ist? Das ist noch ungleicher verteilt als die Ölvorräte. Heute schon erhält Europa rund ein Drittel seines Gases von einem Lieferanten: Russland.

Die große fossile Versuchung ist deshalb eine andere: Kohle. Zwar sind die Nationen auch unterschiedlich mit Kohlereserven gesegnet, aber insgesamt hat die Erde davon mehr als genug, sodass sich das schwarze Gold kaum zur politischen Erpressung eignet. Und es ist so universell einsetzbar wie Öl: zum Heizen, zur Stromerzeugung, selbst zum Autofahren. Das Verfahren dafür kommt sogar aus deutschen Landen.

Doch mit mehr Kohle drohen die Menschen, den Übergang ins zweite Sonnenzeitalter erst recht zu vermasseln. Denn je schneller die Kohle an Boden gewinnt, desto mehr heizt sich die Atmosphäre auf. Schon Öl ist extrem klimaschädlich; jeder Liter Benzin verbrennt zu 2,3 Kilogramm CO?. Die gleiche Energiemenge in Form von Kohle lässt ein Viertel mehr der schädlichen Substanz entstehen. Es ist deshalb ein Irrtum, zu glauben, es sei gut fürs Klima, wenn Öl teurer wird. Tatsächlich wird dann – ohne Energiewende – mehr Kohle verbrannt.

Das alles beeindruckt auch die Experten der Internationalen Energie-Agentur. Deshalb sorgen sie sich nicht mehr nur darum, wie sicher der Energienachschub ist, sondern fragen auch, was dieser Nachschub dem Planeten antut. Tatsächlich geht aus einem Szenario der Pariser Behörde sogar das schier Unvorstellbare hervor: Dass der CO?-Ausstoß im Jahr 2050 mit 62 Milliarden Tonnen gut doppelt so hoch sein wird wie heute – und die Durchschnittstemperatur um sechs Grad höher. Das hieße: Land unter. Soll der Temperaturanstieg auf noch halbwegs erträgliche gut zwei Grad begrenzt werden, müssten die Emissionen sich auf 14 Milliarden Tonnen reduzieren. 48 Milliarden Tonnen CO? liegen zwischen Rettung und Untergang.

Ein technisches Wunder wäre hilfreich für diesen Kraftakt. Doch nicht einmal die umstrittene, aber wenigstens CO?-freie Kernenergie wird wirklich helfen können. Selbst wenn die Welt von nun an alle zehn Tage einen neuen Meiler fertigstellte, könnte sie nur sechs Prozent des erforderlichen Wandels schaffen, sagt die IEA. Das Gros der Emissionsminderung muss also anderweitig erzielt werden. Die Menschen rund um den Globus müssen Energie sparen. Und sie müssen alternative Quellen nutzen, die nicht versiegen und die Erde nicht verseuchen: Sonnenstrahlung, Wind- und Wasserkraft und Biomasse. Die Quellen, welche die Menschheit die längste Zeit ihrer Existenz ausschließlich nutzte, werden heute kaum angezapft.

Olaf Kruse will das ändern, will aus ganz klein ganz groß machen. An der Uni Bielefeld erforscht er die Energie der Zukunft. Dafür beschäftigt sich der Molekularbiologe mit winzigen Algen. Kruse will sie zu industrietauglichen Energielieferanten erziehen – quasi zu lebenden Quellen für Biogas, Biosprit, Biostrom.

Algen brauchen weniger Platz, kein fruchtbares Land und weniger Wasser als herkömmliche Ackerpflanzen wie Raps oder Mais, aus denen neuerdings Biosprit gemacht wird. Auf die jetzige Art gewonnen, kann dieser Sprit laut Testat der Vereinten Nationen den Hunger auf der Welt noch vergrößern. Algen dagegen konkurrieren nicht mit der Nahrungsmittelproduktion und sind für Kruse ein »Kandidat«, um große Mengen Bioenergie zu schaffen. Der andere Hoffnungsträger seien Präriegräser, auf die vor allem seine US-Kollegen setzten.

Hierzulande fördert das Bundesforschungsministerium Kruses Algenforschung und nennt die Einzeller bereits »Energiequellen der Zukunft«. Um die Entwicklung zu beschleunigen, bitten die Forschungsförderer zu einem Gesprächskreis namens Bundes-Algen-Stammtisch. Forscher der Energiekonzerne gehören ebenso zu den Stammtischbrüdern wie Kruse.

Tatsächlich sind seine Algen nicht nur schlicht Biomasse, aus denen sich etwa Diesel oder Gas erzeugen lässt. Manche von ihnen sondern auch Wasserstoff ab, eine besonders hochwertige und saubere Energie, die Verbrennungsmotoren antreiben, mithilfe von Brennstoffzellen aber auch in Strom umgewandelt werden kann. Bisher wird Wasserstoff vor allem aus Kohle, Erdöl oder Erdgas gewonnen. Sauberer Wasserstoff aus Mikroalgen – das wäre schon eine kleine Energie-Revolution. Dafür müssten die winzigen Algen allerdings viel mehr Wasserstoff produzieren, als sie es bisher tun. Genau dazu will Kruse sie animieren, indem er sie gentechnisch verändert. Sechsmal mehr Wasserstoff als ursprünglich liefern sie schon. Doch Kruse braucht den Faktor 50, um kommerziell interessant zu werden – und ein billiges Erzeugungsverfahren. Vermutlich wird er deshalb auf schnöde Kunststoffsäcke zurückgreifen, aufgehängt an Metallgestellen unter freiem Himmel.

Was da indes als Innovation heranwächst, ist uralt: Sonnenlicht, per Fotosynthese umgewandelt. Zwar raffinierter denn je, aber im Grunde ein Vorgang, den sich Menschen seit Urzeiten nutzbar machen. Doch vermutlich ist genau diese uralte Energie auch die Energie der Zukunft, weil es schlicht keine Alternative gibt. Zwar sind schon viele Wunder angekündigt worden, die angeblich dem Öl folgen: Wasser oder Eisen oder Bor. »Sand – das Öl der Zukunft«, stand sogar schon einmal auf der Titelseite eines auflagenstarken deutschen Magazins. Die veröffentlichte Meinung hat manchmal ein Faible für das Irrelevante. Tatsächlich müsste all die angeblich neue Energie erst mithilfe von viel alter Energie erzeugt werden.

Einen wirklich neuen Energiespender, der auch bezahlbar ist, gibt es nicht – was nicht bedeutet, dass es ihn nie geben wird. Vielleicht gelingt es, das Magma aus dem Erdinnern anzuzapfen. Vielleicht gelingt es, die Kernfusion kommerziell zu nutzen. Doch all das dauert zu lange. Daran zu forschen ist keine Energiepolitik, es ist nur Vorsorge der besonders langfristigen Art – etwa für einen Meteoriteneinschlag, der sehr viel Staub in die Atmosphäre befördert und der Erde für eine Weile die Sonnenstrahlung raubt.

Energiepolitik ist dagegen etwas für das Hier und Jetzt. Die Internationale Energie-Agentur hat 17 Bausteine für die große Wende identifiziert: Sparsame Benzinautos gehören ebenso dazu wie Elektrofahrzeuge, energieeffiziente Gebäude ebenso wie Wärmepumpen im Keller, die Solarenergie ebenso wie die Windenergie. Die Kohle gehört auch dazu, sofern es gelingt, sie deutlich klimaverträglicher als bisher zu nutzen. Die Operation Zukunft würde kaum mehr als ein Prozent der weltweiten Wirtschaftsleistung kosten, also nicht wirklich viel und deutlich weniger als derzeit die Finanzkrise. Allerdings wird sie nur dann zum Erfolg führen, wenn aus den vielen Komponenten ein gemeinsames Ganzes wird. Ein System.

An kaum einem Ort auf der Erde setzen sich Ingenieure so intensiv mit dem Systembegriff auseinander wie am Institut für Solare Energieversorgungstechnik in Kassel. »Wissen Sie, was ich unter Systemtechnik verstehe?«, soll einmal ein auswärtiger Wissenschaftler einen der Kasseler Forscher gefragt und die Antwort erst gar nicht abgewartet haben: »Dingsbums.«

Irrtum. Selbst die beste Fotozelle trägt nichts zur Lösung des Weltenergieproblems bei, wenn sie nicht ins Ganze, nämlich in ein Stromnetz eingebunden ist. Und wieder schrumpft die große Zukunft auf ein Minimalmaß, in diesem Fall auf einen Computer vom Umfang einer Zigarrenkiste, liebevoll Bemi genannt. Der soll dafür sorgen, dass Stromangebot und Stromnachfrage stets zueinander passen, wenn künftig mehr unstet erzeugter Wind- oder Sonnenstrom ins Netz kommt. Herr über den Kasseler Versuch ist Jürgen Schmid. Der Professor für elektrische Energietechnik kennt sich auch mit Mikrogasturbinen und mit Blattverstellantrieben für Windkraftanlagen aus, mit Fotozellen und mit Meeresenergiekraftwerken, mit Wechselrichtern und virtuellen Batterien – eigentlich mit allem, was die Energieversorgung klimaverträglicher machen könnte. Was ihn gegenüber vielen anderen Experten auszeichnet, ist der Blick fürs Ganze.

Gedanklich lässt Schmid ein zukunftsfähiges System entstehen, indem er mindestens ein Tabu bricht: Das heute verpönte elektrische Heizen gehört ebenso dazu wie Stromautos. Darüber hinaus: Strom aus alternativen Quellen. Und mehr Effizienz beim Verbrauch. »Es gibt eigentlich nichts«, sagt Schmid, »was man noch erfinden müsste.« Verbessern schon, aber nicht erfinden.

Herkömmliche Kraftwerke wandeln nur gut ein Drittel der Brennstoffe in Strom um; der Rest wird Wärmemüll. Wird diese »Abwärme« zum Heizen genutzt, verdoppelt sich die Energieausbeute; deshalb gehört zu Schmids System auch diese Kraft-Wärme-Kopplung. Solar-, Wasser- oder Windkraftwerke kennen gar keine Umwandlungsverluste mehr. Deshalb wird sogar das elektrische Heizen auf einmal klimafreundlich: Wärmepumpen, mit Regenerativstrom betrieben, machen nämlich aus einer Kilowattstunde Elektrizität 3,5 Kilowattstunden Wärme – das meiste davon entstammt der Luft, dem Erdboden oder dem Grundwasser. Die Umgebungswärme kostet nicht einmal etwas.

Dreh- und Angelpunkt von Schmids System ist Strom aus regenerativen Quellen. Bis 2050 könnten alle Kontinente damit einen großen Teil ihres Energiehungers befriedigen – vorausgesetzt, der Stromhandel auch über große Distanzen kommt in Gang. Wind- und Sonnenstrom für Europa ließen sich billig in Nordafrika erzeugen. Der Transport über Tausende Kilometer ist technisch machbar und nicht sonderlich teuer – auch wenn die Stromleitung von Marokko bis in die EU womöglich gut beschützt werden müsste.

Doch soll das Energiesystem klimaverträglicher werden, wird es ohne ein interkontinentales Stromnetz nicht gehen. Super grid heißt das. Dazu muss das smart grid kommen: ein intelligentes Netz, unter anderem dank Bemi. Es sorgt dafür, dass Strom erzeugt und verbraucht wird, wenn es der Markt und das Wetter verlangen. Hohe Preise, vom Bemi automatisch übermittelt, signalisieren, dass Windrotoren oder Sonnensegel gerade wenig Elektrizität erzeugen. Wer kann, sollte deshalb seine Waschmaschine nicht gerade dann in Betrieb nehmen – dafür aber sein hauseigenes Blockheizkraftwerk, das Strom aus Erdgas oder Bioerdgas erzeugt.

Will die Menschheit die Energiewende schaffen, muss sie also viel kleiner und viel größer als bisher denken. Beispielsweise: Gasförmig und in häuslichen Minikraftwerken verbrannt, lässt sich Biomasse deutlich effizienter nutzen denn als flüssiger Treibstoff für Autos. Die brauchen, wenn’s gut läuft, künftig ohnehin weniger Benzin oder Diesel, weil sie kurze Strecken elektrisch fahren. Die Fahrzeuge, die bisher vollkommen am Öltropf hängen und als Ökoschädlinge verrufen sind, werden dann sogar zu nützlichen Gliedern der neuen Energiewelt. Ihre Batterien bilden gemeinsam eine riesige Leistungsreserve für den Kraftwerkspark von morgen. Und dieses Morgen, sagt Schmid, »wird in der Mitte des Jahrhunderts sein können«.

Das wäre dann die Energiewende. Gelingen kann sie nur, wenn die Welt der Kohleversuchung widersteht und nicht so weitermacht wie bisher. Dafür braucht sie doch noch eine neue Technik, nämlich die Reinigung der Kohle vom Klimagas im großen Maßstab. Und sie braucht eine ökonomische Revolution: CO? auszustoßen muss für alle teuer werden, es zu unterlassen lukrativ – was einen politischen Preis voraussetzt, weltweit. Jürgen Schmid, der Systemdenker, strahlt viel Zuversicht aus. Aber an dem Punkt wird er ernst. Wenn die Welt diese beiden Hürden reißt, sagt er, »dann haben wir ein Problem«.

Aber auch nur dann.

Quelle: DIE ZEIT, 23.10.2008 Nr. 44

Fritz Vorholz