Netze und Speicher gefragt

Der Umstieg auf nachhaltige Energie müsste angesichts der Klimakrise noch zügiger vorangehen. Dennoch hat die Energiewirtschaft schon viel erreicht und wandelt sich schneller als alle anderen klimarelevanten Bereiche, etwa der Transportsektor, die Landwirtschaft oder die Industrie.

Weltweit machen die regenerativen Energien mittlerweile rund ein Drittel der Stromkapazität aus. Allein im Jahr 2018 wuchs ihr Anteil an der Stromproduktion um sieben Prozent. Insgesamt ist der Zuwachs an erneuerbaren Energien im vierten Jahr in Folge größer als der aus fossiler und aus Atomenergie zusammengenommen.

Auch die Europäische Union will umsteuern und hat kürzlich einen Green New Deal verkündet, mit dem sie bis 2050 klimaneutral werden möchte (siehe Kasten bei Saleemul Huq in der Tribüne im E+Z/D+C e-Paper 2020/01). Dabei spielt die Dekarbonisierung des Energiesektors eine zentrale Rolle. Länder wie Schweden möchten sogar schon bis zum Jahr 2040 ausschließlich auf Erneuerbare bei der Stromproduktion setzen. Vorreiterstaaten wie Costa Rica decken bereits heute 98 Prozent ihres Elektrizitätsbedarfs aus regenerativen Quellen und streben in nächster Zukunft eine Quote von 100 Prozent an.

Maßgeblich für den stärkeren Einsatz von erneuerbaren Energien war, dass der Bau von Windturbinen und Solaranlagen deutlich günstiger geworden ist. Seit 2010 sind die Kosten für Solarenergie um etwa 90 Prozent und die für Onshore-Windkraft um zirka 35 Prozent gesunken. Das animiert auch die Privatwirtschaft dazu, sich immer stärker zu engagieren. Durch den Preisverfall ist sie in der Lage, Kraftwerke privat zu planen, zu finanzieren und zu betreiben.

Flexible und moderne Netze

Allerdings, und bisher unterschätzt, verändert sich mit dem Umstieg von fossilen auf regenerative Energien auch der „Charakter“ der Stromversorgung. Wo früher große, zentrale Kraftwerke mit einer historisch gewachsenen Übertragungsinfrastruktur dominierten, gibt es nun verstärkt kleinere, dezentrale Strukturen, zum Teil auch in sehr abgelegenen Gebieten.

Früher waren die Kapazitäten planbar. Erneuerbare Energien hingegen sind sehr viel variabler, weil der Wind nicht immer gleich stark weht, die Sonne nicht immer gleich intensiv scheint. Die Anforderungen an die Netzsteuerung, inklusive deren Digitalisierung, nehmen zu. Die Stromnetze müssen also flexibler und an die neuen Umstände angepasst werden.

Damit dies gelingt, sind moderne Netze und Speicher nötig, weil sie sowohl größere Distanzen als auch Zeiten geringerer Verfügbarkeit überbrücken können. Genau daran mangelt es derzeit noch vielerorts – besonders in Entwicklungsländern.

Welche Folgen sich ergeben können, wenn Netze nicht mit den Stromkapazitäten aus Erneuerbaren wachsen, zeigt der Fall China: Das Land gehört zu den Spitzenreitern bei erneuerbaren Energien, vor allem der Windenergie. Stündlich wird eine neue Windturbine installiert. Gleichzeitig müssen ganze Windparks vom Netz genommen werden, weil es an der entsprechenden Übertragungskapazität fehlt. Auch in China liegen die Windparks häufig in abgelegenen Gebieten, auf Bergrücken zum Beispiel, von denen der Strom zu den Verbrauchszentren gelangen muss. Dadurch entsteht die widersinnige Situation, dass Strom zwar massenhaft nachhaltig produziert wird, aber nicht zu den Abnehmern gelangt.

Ein weiterer wichtiger Baustein der nachhaltigen Energieversorgung sind Stromspeicher. Die klassische Lösung, Strom über Pumpspeicherwerke zu speichern, scheidet in vielen Entwicklungsländern wegen hoher Kosten, langer Planungszyklen sowie topografischer Bedingungen aus. Von daher gewinnen Batterien als – kurzfristige – Speicher an Bedeutung.

Mit Wasserstoff lässt sich Energie auch langfristig und umweltfreundlich speichern, vorausgesetzt, er entsteht auf Basis erneuerbarer Energien: Er könnte in wind- und sonnenarmen Perioden des Jahres zur Stromerzeugung oder für Brennstoffzellen (vor allem im Verkehr) genutzt werden. Und dann gibt es noch die Idee, dass die sonnenreichen Entwicklungsländer eines Tages große Mengen grünen Wasserstoffs in den Norden der Welt liefern. Noch ist das Zukunftsmusik, bietet aber beiden Seiten enorme Chancen.

„Stiefkind“ Energieeffizienz

Im Moment schon möglich und noch längst nicht ausgeschöpft ist dagegen das Poten­zial an Energieeffizienz. Sie gilt als das „Stiefkind der Energiewende“. Die Internationale Energieagentur (IEA) hält sie sogar für „die wichtigste Energiequelle überhaupt“, weil sie wirklich in jedem Land vorhanden ist. Energieeffizienz stellt demnach die kostengünstigste Möglichkeit dar, mehr Energiesicherheit zu schaffen und dabei gleichzeitig CO2-Emssionen zu reduzieren. Besonders bedeutsam sind dabei nach IEA-Angaben Gebäude samt Heizungen und Kühlsystemen, der Verkehr sowie Elektromotoren in der gewerblichen Wirtschaft.

Die KfW ist zum Beispiel in Mexiko und Montenegro bei energieeffizienten Gebäuden engagiert. In dem Land auf dem Balkan sollen alle 2500 öffentlichen Gebäude moderne Systeme zum Energiemanagement erhalten. „Smart Meter“ werden den Verbrauch automatisch ablesen und in eine Datenbank einspeisen. Kombiniert mit verbesserter Wärmedämmung, aber auch Photovoltaik und Solarthermie zur Eigenstromnutzung und Wärmeerzeugung, lassen sich so zwischen 25 und 80 Prozent des Energieverbrauchs reduzieren. Die Zahl der KfW-Zusagen bei Energieeffizienz hat im vergangenen Jahr zugenommen, hier besteht aber durchaus noch weiter großer Förderbedarf.

Alles zusammengenommen, bedeutet das für die KfW Entwicklungsbank, dass sich ihre Fördertätigkeit ganz allmählich verschiebt: von Investitionen in Erzeugungsanlagen, die es trotzdem weiterhin geben muss und wird, hin zu Vorhaben, die auf die Energiesysteme ganzheitlich abzielen (siehe Kasten ). Dabei geht es dann eher darum, Märkte zu erschließen und private Investitionen zu mobilisieren, um die Energieeffizienz zu verbessern und auch die Stabilität und Sicherheit der Energieversorgung durch bessere Netze und neue Speichermöglichkeiten zu gewährleisten.

Erst am Anfang steht die nachhaltige Mobilität. Hier fehlen bisher entweder umfassende Konzepte, marktreife Techniken, die nötige Infrastruktur oder der Wille zur Umsetzung. Aber eines ist schon jetzt klar: Verkehrs- und Energiewende sind untrennbar verbunden. Erst wenn beide vollendet sind, ist dieser größte Transformationsprozess seit der Industrialisierung gemeistert.

Friederike Bauer arbeitet als freie Journalistin zu Themen der Außen- und Entwicklungspolitik. An diesen Artikel hat sie im Auftrag der KfW mitgearbeitet.
info@friederikebauer.de

Achim Neumann ist Senior Sektorökonom für Energie bei der KfW.
achim.neumann@kfw.de