Die meisten Experten gehen davon aus, dass die nächsten Generationen die Folgen des Klimawandels nur dann ohne extremen Schaden überstehen können, wenn die globale Erwärmung unter dem Zwei-Grad-Ziel gehalten wird. Um dieses Ziel zu erreichen müsste der vom Menschen verursachte CO₂-Ausstoss allerdings drastisch reduziert werden. Beim Umbau der Energieversorgung mit ihrer bislang massiven Verwendung fossiler Brennstoffe kommt der elektrischen Energie als unmittelbarem Produkt wichtiger erneuerbarer Energiesysteme daher eine Schlüsselfunktion zu. Aus diesem Grund hat die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG), die mit 58.000 Mitgliedern weltweit größte und die älteste der wissenschaftlichen Fachgesellschaften für Physikerinnen und Physiker, die aktuelle Studie “Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen Energiesystem” herausgegeben.

Foto: Dirk Goldhahn

In dieser Studie betrachtet die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) alle Erzeugungs-, Speicherungs- und Verbrauchsmethoden elektrischer Energie aus streng physikalischer Sicht. Wolfgang Sandner, Präsident der DPG, dazu: “Das Ziel der Studie ist es, einen Überblick über den aktuellen Forschungsstand zu geben und möglichst wertneutral kommentiertes Datenmaterial vorzulegen, um damit gesellschaftliche Diskussionen voranzutreiben und politische Entscheidungsprozesse zu unterfüttern.”

Das aktuelle Problem ist, dass die Energiepolitik derzeit in einem Dilemma steckt: Um die Klimaziele zu erreichen, müsste der CO₂-Ausstoß sofort reduziert oder idealerweise gleich komplett eingestellt werden. Die dafür notwenigen technologischen Lösungen, einschließlich der erneuerbaren Energiesysteme, stehen aber bei weitem noch nicht ausreichend bereit. Gleichzeitig stehen Politik und Energiewirtschaft vor wichtigen Entscheidungen, denn ein Teil des Kraftwerkparks muss in nächster Zeit erneuert werden. In welche Richtung die Neuinvestitionen fließen, wird enormen Einfluß auf den CO₂-Ausstoß vieler Jahrzehnte haben. Energiepolitische Weichenstellungen der nächsten 20 Jahre werden sowohl die Klima- als auch die Energiepolitik über lange Zeiträume bestimmen. Elektrizität, so ein Ergebnis der Studie, kann in diesem Zusammenhang eine besondere Rolle spielen.

Für diese anstehenden energiepolitischen Entscheidungen soll die Studie der Deutschen Physikalischen Gesellschaft wichtige neue Aspekte liefern. Die Analyse konzentriert sich auf die deutsche Situation mit einem Zeithorizont von ca. 20 Jahren, betrachtet aber, wo immer es zweckmäßig erscheint, auch einen zeitlich und räumlich weiteren Rahmen. Neben der Nutzung und dem Transport elektrischer Energie werden alle wesentlichen Stromerzeugungsformen untersucht und in ihrer besonderen Bedeutung für die zukünftige Entwicklung bewertet. Alle relevanten Themen der aktuellen Energiedebatte werden im Zusammenhang betrachtet und analysiert: von der CO₂-Abscheidung in fossilen Kraftwerken über Kernenergie, Wasserkraft, Windkraft, Photovoltaik, Biomasse und andere bis hin zur Elektromobilität und Stromspeicherung und -transport.

Die Stärke der physikalischen Forschung besteht darin, komplexe naturwissenschaftliche und technische Probleme in ihrem Gesamtzusammenhang zu analysieren und so zu teilweise überraschenden neuen Erkenntnissen zu kommen. So wird in der Studie z.B. die Annahme widerlegt, dass die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) generell eine effizientere und klimafreundliche Technologie wäre. Laut der Studie ist die gleichzeitige Erzeugung von Wärme und elektrischem Strom in KWK-Anlagen der getrennten Erzeugung von Wärme und Elektrizität kaum überlegen und schneiden in einigen Fällen sogar schlechter ab. Diese Aussage steht in krassem Gegensatz zu der Tatsache, dass die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Politik und Öffentlichkeit als ein wesentlicher Baustein für das Erreichen der gesetzten CO₂-Reduktionsziele propagiert wird.

Die breit angelegte Studie zeigt an vielen Punkten, dass die drängenden klima- und energiepolitischen Fragen in ihrer Komplexität noch nicht ausreichend verstanden sind. Zugleich wird der Stromverbrauch aufgrund zunehmender Verwendung - z.B. im Rahmen der geplanten Elektromobilität oder der verstärkten Nutzung elektrisch betriebener Wärmepumpen zum Heizen von Gebäuden - wohl auch in Zukunft stark steigen. Aus diesem Grund fordert die Studie, dass die Energieforschung weiter ausgebaut werden muss und Modellvorhaben sowie Anreize zur Markteinführung gefördert werden sollten. Bei einer Subventionierung sollte man sich jedoch nicht auf einzelne Technologien festlegen, sondern sich ausschließlich an tatsächlich nachweisbaren Energieeinsparungen ausrichten.

Die 144 Seiten umfassende Studie “Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen Energiesystem” aus dem Juni 2010 kann unter dem Link auf den Seiten der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) heruntergeladen werden.

Foto: Windkraftanlagen an der dänischen Küste in Bønnerup Strand, von Dirk Goldhahn. Es wurde unter der Creative Commons-Lizenz Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 2.5 US-amerikanisch (nicht portiert) lizenziert.