PIK: Energiewende hin zu Strom aus Wind und Sonne reduziert Schäden an Umwelt und Gesundheit deutlich

PIK Potsdam

Pressemitteilung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK)

 

19.11.2019

Die Stromerzeugung ist einer der größten Verursacher klimaschädlicher Treibhausgase weltweit. Um die globale Erwärmung deutlich unter 2°C zu halten, muss deswegen der Energiesektor CO2-neutral werden. Mehrere Wege führen zu diesem Ziel und jede Entscheidung hat ihre potenziellen Umweltauswirkungen – etwa Luft- und Wasserverschmutzung, veränderte Landnutzung oder Wasserbedarf. Erstmals hat jetzt ein internationales Forscherteam unter der Leitung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) durch die Kombination mehrerer Systeme von Computersimulationen die Vorteile und Nachteile der drei wichtigsten Wege zur Dekarbonisierung beziffert. Das Ergebnis: Eine Energiewende hin zu Strom aus Sonne und Wind bringt die meisten Vorteile für die Gesundheit von Mensch und Planet. Stattdessen eine vorwiegend konventionelle Kraftwerkstruktur beizubehalten und dabei auf Technologien wie die Abspaltung und Speicherung von CO2 oder Biomasse umzustellen, würde erheblich zu Lasten der Umwelt gehen: Der enorme Flächenbedarf würde die Artenvielfalt bedrohen, und es würden weiterhin Schadstoffe freigesetzt.


„Wenn wir das Gesamtbild betrachten – die direkten Emissionen der Anlagen zur Stromerzeugung, den Abbau von Mineralien und Brennstoffen für Bau und Betrieb der Anlagen, bis hin zu den notwendigen Flächen für die Infrastruktur unserer Stromversorgung, so sehen wir: Es ist für Mensch und Umwelt am besten, hauptsächlich auf Windkraft und Sonnenenergie umzustellen“, erklärt Gunnar Luderer. Er ist Hauptautor der Studie und Vize-Chef des PIK-Forschungsbereichs zum Thema Transformationspfade. „Der größte Gewinner der Dekarbonisierung ist die menschliche Gesundheit. Ein Umsteuern hin zur erneuerbaren Energien könnte die negativen Auswirkungen der Stromerzeugung auf die Gesundheit um bis zu 80 Prozent reduzieren. Dies ist vor allem auf eine Verringerung der Luftverschmutzung durch das Verbrennen von Kohle und Öl zurückzuführen. Zudem sind die Lieferketten für Wind- und Solarenergie viel sauberer als der Abbau von Kohle und das Bohren nach Öl, und auch sauberer als die Erzeugung von Bioenergie. ”

 

Ein Vergleich von drei Szenarien mit zwei analytischen Brillen

 

Für ihre in Nature Communications veröffentlichte Studie verglichen die Autoren drei Szenarien zur Dekarbonisierung des Stromsektors bis 2050: Ein Szenario konzentrierte sich hauptsächlich auf Solarenergie und Windkraft, ein zweites Szenario auf die Beibehaltung einer konventionellen Kraftwerksstruktur mit Umstellung auf Abscheidung und Speicherung von CO2 und Bioenergie, und ein drittes Szenario enthielt ein gemischtes Technologieportfolio. Alle Szenarien zeigen, dass der Flächenbedarf für die Stromerzeugung steigt. Die mit Abstand am meisten Fläche verschlingende Methode zur Stromerzeugung ist naturgemäß die Bioenergie. „Pro Kilowattstunde Strom aus Bioenergie braucht man hundertmal mehr Land als für die gleiche Menge Energie aus Solarmodulen“, sagt Alexander Popp, Leiter der Arbeitsgruppe Landnutzungsmanagement am Potsdam-Institut. „Landflächen sind eine begrenzte Ressource auf unserem Planeten. Angesichts der wachsenden Weltbevölkerung mit Hunger nach mehr Nahrung und mehr Strom wird auch der Druck auf die Landnutzung und die Ernährungssysteme zunehmen. Unsere Analyse hilft, die Größenordnungen richtig einzuschätzen, wenn man von den manchmal arg hoch gelobten Technologien der Bioenergie spricht.“

 

Anhand komplexer Simulationen skizzierten die Forscher die möglichen Wege zur Dekarbonisierung der Stromversorgung und kombinierten ihre Berechnungen mit Lebenszyklusanalysen für Anlagen zur Stromerzeugung, vom Bau bis zum Betrieb. Anders Arvesen von der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) sagt: „Durch die Kombination von zwei analytischen Brillen konnten wir alles betrachten, von der Luftverschmutzung bis zur Freisetzung von Toxinen, von den begrenzten Ressourcen an Mineralien, die für die Herstellung etwa von Windturbinen benötigt werden, bis hin zu den Flächen, die in Bioenergieplantagen umgewandelt werden. Diese umfassende Betrachtung ist ein sehr vielversprechender Ansatz, auch für andere Sektoren wie Gebäude oder den Verkehr.“
„Übergang von einer fossilen Rohstoffbasis zu einer Energiewirtschaft, die mehr Land und mineralische Ressourcen benötigt“

 

„Unsere Studie liefert noch mehr sehr gute Argumente für einen schnellen Übergang zu einer erneuerbaren Energieerzeugung – wir müssen uns jedoch bewusst sein, dass dies im Wesentlichen den Übergang von einer fossilen Rohstoffbasis zu einer Energiewirtschaft bedeutet, die mehr Land und mineralische Ressourcen benötigt“, erklärt Luderer. „Intelligente Energiepolitik ist der Schlüssel zur Begrenzung der negativen Auswirkungen der Stromversorgung auf andere gesellschaftliche Ziele, wie Naturschutz oder Ernährungssicherheit, und sogar auf die Geopolitik.“

PIK Grafik

Eine klimafreundliche Stromproduktion kann erhebliche positive Effekte für unsere Gesundheit haben – hauptsächlich durch die Verringerung der Luftverschmutzung.
Abbildung von Luderer et al (2019).

 

 

Artikel: Gunnar Luderer, Michaja Pehl, Anders Arvesen, Thomas Gibon, Benjamin L. Bodirsky, Harmen Sytze de Boer, Oliver Fricko, Mohamad Hejazi, Florian Humpenöder, Gokul Iyer, Silvana Mima, Ioanna Mouratiadou, Robert C. Pietzcker, Alexander Popp, Maarten van den Berg, Detlef van Vuuren, Edgar G. Hertwich  (2019): Environmental co-benefits and adverse side-effects of alternative power sector decarbonization strategies. Nature Communications [DOI: 10.1038/s41467-019-13067-8]

Weblink zum Artikel: https://www.nature.com/articles/s41467-019-13067-8

Frühere Veröffentlichung: Michaja Pehl, Anders Arvesen, Florian Humpenöder, Alexander Popp, Edgar Hertwich, Gunnar Luderer (2017): Understanding Future Emissions from Low-Carbon Power Systems by Integration of Lice Cycle Assessment and Integrated Energy Modelling. Nature Energy [DOI: 10.1038/s41560-017-0032-9] (see press release here)

Berliner Klimaprogramm: besser als erwartet, fossiler als nötig

dsc_0119
Pressemitteilung von Kohleausstieg Berlin zur Verabschiedung des Berliner Energie – und Klimaschutzprogramm (BEK) – 2017 bis 2021

Nachdem das Berliner Energie- und Klimaschutzprogramm im Entwurf noch eklatanten Verbesserungsbedarf aufwies, machen die beschlossenen Änderungen die Klimapolitik in der Hauptstadt konkreter und ambitionierter. Trotzdem wird der Senat bald nachlegen müssen: Spätestens nach der Fertigstellung der Machbarkeitsstudie zum Kohleausstieg, die für Anfang 2019 geplant ist, wird eine Novelle des BEK nötig werden. Darin muss die Zukunft der Berliner Fernwärmeversorgung bestimmt und der Kurs einer konsequenten Dekarbonisierung eingeschlagen werden.

„Es ist erfreulich, dass sich der Senat nun endlich zu den Anforderungen des Pariser Klimaabkommens bekennt und eine Reduktion der Treibhausgasemissionen um 95% bis 2050 festschreibt. Wichtig ist auch, dass die bisherige Priorisierung  von Power to Heat für das zukünftige Berliner Energiesystem zurückgenommen wurde. Vattenfall hat bis heute nicht schlüssig dargelegt, wie die im Bau befindliche Anlage am Standort Reuter ausgelastet werden sollen. Es besteht die Gefahr, dass in Berlin nur deshalb Überschussstrom genutzt werden kann, weil Kohlekraftwerke bundesweit nicht abgeregelt werden und weiter die Netze zu verstopfen drohen. Berlin darf nicht noch abhängiger von schmutziger Braunkohle aus Brandenburg werden“, kommentiert Anna Schüler, Vertreterin von Kohleausstieg Berlin.

Das Land Berlin muss als Klimavorbild vorangehen und seine öffentlichen Gebäude effizient mit erneuerbaren Energien versorgen. „Mit dem neuen Klimaprogramm ist die Berliner Verwaltung aufgefordert, bis Ende 2018 alle Dachflächen öffentlicher Gebäude daraufhin zu überprüfen, ob sie zur Installation von Solaranlagen geeignet sind. Dies ist eine klare Verbesserung gegenüber dem ursprünglichen Zieldatum 2030. Darüber hinaus braucht es weitere Anstrengungen, um auf allen identifizierten Potenzialflächen tatsächlich auch Wind – und Solaranlagen zu installieren“, erklärt Anna Schüler weiter.

Die Zukunft der Fernwärme ist das Orakel der Berliner Energiepolitik. Für eine konsequente Dekarbonisierung der Wärmeversorgung darf der Kohleausstieg nicht durch den Bau neuer Gaskraftwerke begleitet werden. Leider geht auch die überarbeitete Fassung des BEKs immer noch von einem steigenden Gasverbrauch aus und hält an der Nutzung von Erdgas für die Fernwärmeversorgung  sogar über das Jahr 2050 hinaus fest. „Der Kohleausstieg ist auch ohne einen höheren Gasverbrauch machbar. Dafür muss die Effizienz der Berliner Fernwärme deutlich gesteigert und deren Absatz insgesamt reduziert werden. Die Schlüsselfrage ist, ob es in Berlin gelingt, energetische Sanierungen wirksam zu planen und sozial zu gestalten“, kommentiert Oliver Powalla, Ko-Vertreter von Kohleausstieg Berlin.

Er fordert zudem: „Sobald die Machbarkeitsstudie zum Kohleausstieg fertiggestellt ist, muss der Senat einen Abschaltplan für die Berliner Steinkohlekraftwerke aufstellen. Dieser sollte auch einen CO2-Grenzwert für die Fernwärme beinhalten. Berlin wird sein CO2-Budget nur einhalten, wenn die Politik gegenüber Vattenfall Emissionsstandards und damit auch fixe Endpunkte für seine veralteten Steinkohlekraftwerke gesetzlich festlegt.“