Erneuerbare brauchen neues Netz

Stuttgart - Die Energieprobleme der Welt sind lösbar, sagt Franz Trieb vom Institut für Technische Thermodynamik am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Stuttgart. Doch dafür braucht es neue Stromautobahnen auf der Basis der Hochspannungs-Gleichstromübertragung. Denn die Quellen erneuerbarer Energien befinden sich nicht immer dort, wo der Strom gebraucht wird.Claudia Rindt: Internationalen Stromverkehr gibt es schon heute. Warum braucht es ein neues Leitungsnetz?

Franz Trieb: Wir haben eine räumliche Konzentration von erneuerbaren Energien in bestimmten Regionen. In guter Qualität ist Windenergie vor allem am Meer, Wasserkraft in den Bergen und Sonne in den Ländern südlich des Mittelmeers vorhanden. Um diese Energien zu ernten und über weite Wege in die europäischen Verbrauchszentren zu transportieren, eignen sich die herkömmlichen Wechselstrom-Netze nicht.

Claudia Rindt: Warum nicht?

Franz Trieb: Die Durchleitungskapazität des europäischen Wechselstromnetzes ist auf etwa 3000 Megawatt beschränkt, das ist weniger als ein Prozent der Spitzenlast. Mit der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung ist es möglich, pro Leitung mehr als das Doppelte zu transportieren, mit deutlich weniger Verlust. Auf dem Weg von Marokko nach Deutschland beispielsweise verliert eine Wechselstromleitung fast 50 Prozent der Energie, das Hochspannungs-Gleichstrom-Kabel aber nur zehn Prozent. China setzt deshalb auf Hochspannungs-Gleichstrom Übertragung (HGÜ) für Langstreckentransporte, übrigens mit europäischer Spitzentechnologie. Dort entsteht gerade eine 2000 Kilometer lange HGÜ-Leitung, die 6400 Megawatt elektrische Leistung übertragen wird. Auch in Europa gibt es schon solche Autobahnen, etwa das neue 580 Kilometer lange Unterwasserkabel zwischen Norwegen und den Niederlanden. Aus solchen einzelnen Stromautobahnen könnte mit der Zeit ähnlich wie im Strassenverkehr ein ganzes Netz entstehen. Erste Solarstromimporte aus Staaten südlich des Mittelmeers sind ab 2020 realisierbar.

Claudia Rindt:Wie könnte der Strommix der Zukunft aussehen?

Franz Trieb: Im Jahr 2000 wurde der Strommix in Europa zu etwa einem Drittel aus Atomenergie, zu einem Drittel aus Kohlen und zu je 20 Prozent aus Wasserkraft und Erdgas/Erdöl hergestellt, also aus nur 5 verschiedenen Primärenergiequellen, von denen fast 50 Prozent importiert wurden. Im Jahr 2020 könnten 20 Prozent europäische erneuerbare Energiequellen wie Windenergie, Biomasse, Sonnenenergie, Geothermie und Meeresenergien dazugekommen sein, und der Import von Solarstrom aus der südlichen Mittelmeerregion könnte beginnen. Wasserkraft und Erdgas werden ihre Anteile bis dahin halten, Kohle wird leicht auf ein Viertel und Atomenergie wird stark auf nur noch etwa 15 Prozent zurückgehen. Mit diesem Mix würden die europäischen Klimaziele bis zu diesem Datum erreicht werden.
Im Jahr 2050 würde der Mix dann ganz anders aussehen, mit über 45 Prozent Anteilen heimischer erneuerbarer Energiequellen, gut 15 Prozent Solarstromimporten aus dem Süden, knapp 20 Prozent Wasserkraft und nur noch je 10 Prozent aus Kohle und Erdgas. Die Importabhängigkeit würde damit auf 30 Prozent zurückgehen, der Mix setzt sich nun aus viel mehr Energiequellen und Erzeugerregionen zusammen und wird damit sicherer, und die Energiekosten werden sich auf einem relativ niedrigen Niveau stabilisieren. Der verbleibende konventionelle Kraftwerkspark auf der Basis fossiler Energiequellen würde sich bei etwa gleichbleibender installierter Leistung grundlegend verändern, von heute überwiegend schwer regelbaren Grundlastkraftwerken auf der Basis von Kohle und Atom hin zu schnell regelbaren, überwiegend gasgefeuerten Spitzenlastkraftwerken, die den Ausgleich zwischen dem erneuerbaren Energieangebot und der fluktuierenden elektrischen Last schaffen werden. Eine 100-prozentige Verfügbarkeit des elektrischen Stroms nach Bedarf bliebe dabei jederzeit erhalten, mit etwa 25 Prozent zusätzlicher Reservekapazität. Bei diesem Szenario werden die Klimagasemissionen des europäischen Stromsektors bis 2050 um 75 Prozent gegenüber dem Jahr 2000 abgesenkt.

Claudia Rindt: Wer soll den Aufbau eines zusätzlichen Stromnetzes bezahlen? Ist dies nur mit staatlichen Subventionen möglich?

Franz Trieb: Ich möchte nicht von Subventionen, sondern von Investitionen in Güter wie Windräder und Sonnenkollektoren sprechen. Diese unterliegen einer Lernkurve: Je mehr man sie nutzt, desto billiger werden sie. Bei den fossilen Energien verhält es sich genau umgekehrt. Neue Technologien benötigen zu Beginn des Markteintritts Investitionen. Ziel der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung ist es, kostengünstige unerschöpfliche Energiequellen zu erschliessen. Dies birgt enorme Gewinnpotenziale.

Claudia Rindt: Wäre der Preis für Stromlieferungen aus Staaten des Mittleren Ostens und Nordafrikas eine neue Abhängigkeit? Kann Europa das wollen?

Franz Trieb: Ich sehe keine neue Abhängigkeit. Zusätzliche Leitungen erhöhen die Versorgungssicherheit. Zudem funktioniert politische Erpressung nur bei herkömmlichen, speicherbaren Energien. Sonnenenergie aber ist nicht über längere Zeiträume speicherbar. Entweder man nutzt sie sofort oder sie ist weg. Das heisst: Wer die Leitung abschaltet, verliert Geld. Ich gehe davon aus, dass ein Stromverbund zur politischen Stabilisierung beitragen wird. Die internationale Sicherheitspolitik muss einen Paradigmenwechsel vollziehen: Es geht nicht mehr darum, sich um zunehmend knappe Güter zu prügeln; es geht vielmehr um internationale Kooperation, mit dem Ziel, gemeinsam unendliche Energiequellen zu erschliessen. Bei diesem Geschäft gibt es nur Gewinner.

Claudia Rindt: Warum sollte Europa überhaupt auf Energie von aussen setzen und nicht auf die noch kleinteiligere Stromversorgung? Jedes Haus produziert seinen eigenen Strom, sei es durch Solar- oder Windenergie.

Franz Trieb: Die Eigenproduktion sollte man auf jeden Fall ausbauen. Aber nur, indem ich den Wirkungsgrad und die Eigenproduktion erhöhe, kann ich noch keinen Klimaschutz in ausreichendem Masse betreiben und es stehen dann auch nicht jederzeit saubere Energien zur Verfügung. Wichtig sind verschiedene, sich ergänzende Versorgungsoptionen.

Claudia Rindt: Nun gibt es ja in Deutschland und der Schweiz auch eine Bewegung, die weiter auf die Atomkraft setzen will, um die Energieprobleme zu lösen. Ein Irrweg?

Franz Trieb: Europa hat keine Uranvorkommen mehr und die weltweiten Uranvorkommen sind bei derzeitigem Verbrauch und mit der verfügbaren Technologie noch schneller erschöpft als die von Öl. Die Entsorgungsfrage für Atommüll ist nach 50 Jahren kommerziellem Betrieb immer noch nicht geklärt. Und die Kosten für den Abbau der Atomkraftwerke sind wesentlich höher als für den Aufbau, nämlich über 8000 Euro pro Kilowatt. 50 Prozent des staatlich durch Steuergelder finanzierten Energieforschungsetats der OECD fliessen in die Atomenergie. Ohne massive staatliche Unterstützung würde kaum jemand in Atomkraft investieren. Sie ist volkswirtschaftlich zu teuer und birgt grosse Risiken. Eine inhärent sichere Technologie innerhalb inhärent unsicherer gesellschaftlicher Systeme ist weder theoretisch noch praktisch realisierbar. Dies ist allerdings meine persönliche Meinung und nicht unbedingt die meines Arbeitgebers. Der Grund dafür, dass Atomkraft bis 2050 aus unserem Szenario verschwindet, ist aber ein anderer: Sie kann nicht wirtschaftlich die in Zukunft benötigte schnelle Ausgleichs- und Regelleistung liefern.

Claudia Rindt: Wie reagiert die Politik auf Ihre Visionen vom grossen Netz aus Stromautobahnen?

Franz Trieb: Sehr positiv. Sogar in den Ölförderländern gibt es dafür Interesse. Die Arabischen Emirate haben ein grosses Programm für erneuerbare Energien aufgelegt und Algerien hat sogar ein Erneuerbare-Energien-Gesetz. Auch hierzulande und auf europäischer Ebene sind die Reaktionen parteiübergreifend eher positiv. Ich sehe momentan vor allem noch administrative Hürden, etwa für die Verrechnung solcher internationaler Stromlieferungen und für die Schaffung eines fairen Tarifsystems in der arabischen Welt, das die Konkurrenz erneuerbarer Quellen mit den überwiegend hoch subventionierten etablierten Energieträgern erlaubt.


Zur Person:

Franz Trieb, Jahrgang 1958, hat Maschinenbau und Verfahrenstechnik an der TU Clausthal studiert. Er promovierte 1991 an der Universität Oldenburg mit einer Arbeit zur Speicherung erneuerbarer Energien mit Hilfe von Wasserstoff. 1992 bis 1993 war er Dozent an der Universität Tacna in Peru und arbeitete in einem Studiengang zu erneuerbaren Energiequellen mit. Seit 1994 ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Systemanalyse und Technikbewertung am Institut für Technische Thermodynamik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Stuttgart. Als Mitautor mehrerer Studien skizzierte er, wie sich mit neuen Stromautobahnen auf Basis der Hochspannungs-Gleichstromübertragung Windenergie aus dem Meer und Solarenergie aus heissen Ländern nutzen lassen.