Energie in der Krise – der ultimative Stresstest

In den 1970ern befindet sich das Wirtschaftswunderland Deutschland in einer Energiekrise. Der Grund: Die Ölförderländer drosseln ihre Lieferungen. Der israelisch-arabische Konflikt ist der Auslöser. Schon damals zeigt sich, wie fatal die Abhängigkeit von Rohstoffen aus anderen Ländern sein kann. Die Kernkraft scheint zu der Zeit die ultimative Lösung des Problems zu sein. AKWs bieten die Chance, den Energiebedarf fast unabhängig von Exporten zu decken. Und das auf lange Sicht zu günstigen Preisen. Ende der 1980er Jahre sind 27 Atomkraftwerke am Netz. Obwohl die Kernkraft von Anfang an umstritten ist, setzte erst durch die Atomkatastrophen von Tschernobyl und Fukushima ein Umdenken ein. Nach dem GAU von Fukushima 2011 reagiert die Politik: Der Atomausstieg für Ende 2022 wird beschlossen. Die Krisen des Jahres 2022 machen allerdings ein erneutes Abwägen nötig. Atomkraft bedeutet weniger Abhängigkeit von anderen Ländern. Ganz unabhängig ist sie jedoch nicht. Der benötigte Rohstoff Uran kommt beispielsweise auch aus Staaten wie Russland.
Ein weiteres Problem: Bis heute ist kein Endlager für hochradioaktive Abfälle gefunden. Und: Bau, Erhalt und Rückbau sind große Kostenfaktoren. Der Energiegewinn liegt dagegen nach momentaner Auslastung nur bei etwa sechs Prozent des Gesamtverbrauchs. Neue Sicherheitstechnik minimiert zwar das Risiko eines GAUs, aber das berühmte Restrisiko bleibt – ganz zu schweigen von der Gefahr gezielter Sabotage. Eine neue Variable auf der Waagschale ist aus heutiger Sicht das Klima. AKWs gelten durch ihren sehr geringen CO2-Ausstoß als klimafreundlich. Trotz allem belasten ihr Bau und ihr Ressourcenverbrauch die Umwelt. Welches Argument das Zünglein an der Waage ist, muss jede Gesellschaft nun für sich entscheiden.

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Ob Kosmetik, Medizin, Haushaltsartikel oder Elektronikteile, beinahe überall steckt Erdgas mit drin. Gut 30 Prozent des Erdgases verbraucht in Deutschland die Industrie. Der Rohstoff ist kostbar und nicht überall vorhanden. Die Entstehung dauert viele Millionen Jahre. Auch Deutschland verfügt über konventionelle Erdgasvorkommen – hauptsächlich in Niedersachsen. Das hier geförderte Gas entspricht allerdings nur etwa einem Anteil von fünf Prozent unseres gesamten Verbrauchs. 95 Prozent müssen importiert werden: Ein Teil davon kommt aus Ländern wie Norwegen, Belgien und den Niederlanden. Über 50 Prozent kam bislang aus Russland.
Das Erdgas aus Norddeutschland ist bald ausgeschöpft. Zudem hat es ein Qualitätsdefizit: Es enthält weniger Methan. Dadurch ist der Brennwert geringer, das Gas liefert weniger Energie. Für besonders energieintensive Herstellungsvorgänge, wie zum Beispiel bei der Glasherstellung, in der Papier- oder Metallindustrie, ist es deshalb nicht geeignet.  

Der Blick nach Island zeigt eine vielversprechende Lösung des Energieproblems: Mehr als 90 Prozent der Haushalte heizen dort mit Erdwärme. In Deutschland könnte die Geothermie etwa ein Viertel des Bedarfs fürs Heizen und Warmwasser decken. Um Erdwärme zu nutzen, benötigt man ca. 90 Grad heißes Wasser. Das findet sich in einer wasserführenden Schicht in 3.000 Metern Tiefe. In Deutschland bieten drei Regionen gute geologische Voraussetzungen, um nach heißem Wasser in der Erde zu bohren: das Norddeutsche Becken, der Oberrheinische Graben und das Molassebecken. Mitten im voralpinen Molassebecken liegt München. Hier hat ein Team aus Geophysikerinnen und Geophysikern des Karlsruher Instituts für Technologie ein groß angelegtes Geothermieprojekt gestartet. Dabei werden die Gesteinsschichten unter München erkundet und der Untergrund im Detail erfasst. So erkennen die Forschenden, wo Gesteinsschichten Verschiebungen und Risse aufweisen. Im Anschluss werden die optimalen Bohrwege festgelegt und an geophysikalische Besonderheiten wie Druck oder Porosität angepasst.
Wenn Geothermie in der Bohrphase auch kostenintensiv ist, so liegt der Vorteil in der nachhaltigen und unkomplizierten Nutzung für Ballungsräume wie München. Mit dem Thermalwasser könnten etwa 80.000 Menschen mit Wärme zentral und regional versorgt werden.

Bei den erneuerbaren Energien aus Wind und Sonne sehen Forschende für Deutschland das größte Ausbaupotenzial: Die Flächen für Fotovoltaik beispielsweise könnten noch um rund das Zehnfache vergrößert werden. Große Freiflächen für Solarparks sind allerdings knapp in Deutschland. Die Forschung hat dafür schon ein paar Antworten parat: Das Fraunhofer Institut Freiburg erprobt mit Landwirten, wie Stromerzeugung und gleichzeitig gute Ernten gelingen können. Beim Obstanbau testen die Forschenden beispielsweise Solarmodule mit lichtdurchlässig angeordneten Zellen, um den Schatten am Boden zu minimieren. Die ersten Ergebnisse fielen gut aus, brachten einen Ernteertrag von beinahe 100 Prozent, plus die "Stromernte" obendrauf.
Auch urbane Räume können mehrfach genutzt werden. Mit Solarpaneelen überdachte Parkplätze sind zum Beispiel ein perfektes „Two in one"-Team: Stromerzeugung und Schattenspender unter einem Dach. Bei Neubauten lässt sich Solartechnik direkt mitplanen. Nicht nur aufs Dach, sondern auch an die Fassaden. Mit bauwerksintegrierter Fotovoltaik können auch große Bürogebäude ihren eigenen Energieverbrauch abdecken. Und für historische Gebäude, auf die man bisher die schwarzblauen Solarplatten aus ästhetischen Gründen nicht montiert, steht ebenfalls eine Lösung bereit: Dachziegel mit integrierten Solarzellen. Und auch das bietet Potenzial: Baggerseen mit schwimmender Fotovoltaik.