„Verbrennung ist das Problem – wenn man weiterhin etwas verbrennt, löst das das Problem nicht“, sagt Prof. Mark Jacobson.
Der Akademiker der Stanford University hat eine überzeugende Argumentation: Die Welt kann schnell 100 % ihrer Energie aus erneuerbaren Quellen beziehen, wobei, wie der Titel seines neuen Buches sagt, „keine Wunder erforderlich“ sind.
Wind, Wasser und Sonne können reichlich und billigen Strom liefern, argumentiert er, die CO2-Emissionen beenden, die die Klimakrise antreiben, die tödliche Luftverschmutzung reduzieren und Energiesicherheit gewährleisten. Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, Biokraftstoffe, neue nukleare und andere Technologien sind teure Zeitverschwendung, argumentiert er.
„Bill Gates hat gesagt, wir müssen viel reinstecken Geld in Wundertechnologien“, sagt Jacobson. „Aber das tun wir nicht – wir haben die Technologien, die wir brauchen. Wir haben Wind-, Solar-, Geothermie-, Wasserkraft- und Elektroautos. Wir haben Batterien, Wärmepumpen, Energieeffizienz. Wir haben jetzt 95 % der Technologien, die wir brauchen, um das Problem zu lösen.“ Die fehlenden 5 % seien für Langstreckenflugzeuge und Schiffe, für die wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen entwickelt werden könnten.
Jacobsons Anspruch ist groß. Er spricht nicht nur von einer Umstellung auf 100 % erneuerbaren Strom, sondern von allen Energien – und fossile Brennstoffe liefern heute noch etwa 80 % davon. Jacobson hat zahlreiche wissenschaftliche Arbeiten verfasst und seine Arbeit hat Einfluss auf die Politik von Städten, Staaten und Ländern auf der ganzen Welt, die auf 100 % grüne Energie abzielen. Er ist auch umstritten, nicht zuletzt wegen der Verfolgung einer 10-Millionen-Dollar-Klage gegen Forscher, die behaupteten, seine Arbeit sei fehlerhaft, die er später fallen ließ.
Die Beweise, die beweisen, dass er Recht hat, werden in dem neuen Buch gesammelt, sagt Jacobson. Eine Welt, die zu 100 % mit erneuerbaren Energien betrieben wird, ist nicht nur möglich, sondern verspricht auch viel niedrigere Energierechnungen, sagt er. Der erste Grund dafür ist, dass elektrifizierte Fahrzeuge, Heizungen und industrielle Prozesse weitaus effizienter sind als mit fossilen Brennstoffen betriebene Fahrzeuge, bei denen ein Großteil der Energie als Wärme verschwendet wird.
Fügen Sie besser isolierte Gebäude hinzu und beenden Sie das Bohren und Abbauen von fossilen Brennstoffen, die etwa 11 % der gesamten Energie verbrauchen, und Sie werden von 2035 bis 2050 im Durchschnitt 56 % weniger Energie verbrauchen, sagt Jacobson. Wind- und Solarenergie sind auch billiger, sodass die durchschnittlichen Rechnungen um 63 % sinken werden, sagt er.
Jacobson teilt die Ansätze zur Energiewende in zwei Lager: „Das eine sagt, wir sollten einfach alles ausprobieren – das ist das ‚All-of-the-oben‘-Lager‘ – und weiterhin riesige Summen in Technologien investieren, die es sein können oder nicht in 10 Jahren arbeitsfähig. Aber 10 Jahre sind zu spät.“ Wissenschaftler sind sich einig, dass die CO2-Emissionen bis 2030 um 45 % sinken müssen, um bei einer globalen Erwärmung von nicht mehr als 1,5 °C auf Kurs zu bleiben.
Sein Lager verfolgt einen anderen Ansatz, sagt Jacobson: „Konzentrieren wir uns auf das, was wir haben, und setzen wir es so schnell wie möglich um. Und wir werden diese Technologien verbessern, indem wir einfach bessere Sonnenkollektoren, Batterien, Elektrofahrzeuge usw. einsetzen und bringen. Manche Menschen erkennen einfach nicht, wie schnell wir diese Probleme lösen müssen, insbesondere die Luftverschmutzung – jedes Jahr sterben 7 Millionen Menschen. Wir können es kaum erwarten.“
Allerdings gibt es große Hindernisse für eine schnelle Einführung eines 100 % erneuerbaren Energiesystems, sagt er: „Das größte Hindernis ist, dass die meisten Menschen nicht wissen, dass dies möglich ist. Meine Aufgabe ist es, die Öffentlichkeit darüber aufzuklären. Wenn sich die Leute wirklich sicher sind, dass es möglich ist, dann tun sie es vielleicht tatsächlich.“
Er fügt hinzu: „Die Politik des All-of-the-oben ist auch ein großes Hindernis für einen Übergang. In den USA zum Beispiel in letzter Zeit [climate legislation], viel Geld wurde für CO2-Abscheidung, kleine modulare Kernreaktoren, Biokraftstoffe und blauen Wasserstoff ausgegeben. Dies sind alles, was ich als fast nutzlose oder sehr wenig genutzte Technologien im Hinblick auf die Lösung der Probleme betrachte. Und doch wird viel Geld dafür ausgegeben. Warum? Weil es große Lobbygruppen gibt.“ Ein weiteres Hindernis ist die Finanzierung der Vorabkosten für erneuerbare Energien in ärmeren Ländern – reiche Länder müssen helfen, sagt er.
Jacobson glaubt, dass der Fortschritt hin zu einem 100 % erneuerbaren Energiesystem schnell sein kann: „Das Ziel sind 80 % bis 2030 und 100 % bis 2050. Aber wenn wir 80 % bis 2030 erreichen können, sollten wir im Idealfall 100 % bis 2035 erreichen 2040.“
Lösung des Stabilitätsproblems
Eine große Sorge in einer Welt, die überwiegend auf Elektrizität angewiesen ist, ist die Aufrechterhaltung der Stabilität von Netzen, die mit erneuerbaren Energien betrieben werden. Wo es große Mengen an Wasserkraft aus Staudämmen gibt, ist dies relativ einfach – mindestens 10 Länder haben bereits 100 % erneuerbare Netze. An anderen Orten ist es jedoch schwieriger, sich auf intermittierende Wind- und Sonnenenergie zu verlassen. Die Antwort, sagt Jacobson, ist die Energiespeicherung, die Steuerung der Nachfrage und der Anschluss erneuerbarer Energien über größere Gebiete, um eine größere Kontinuität der Versorgung zu ermöglichen.
Speicher können Batterien, Pumpspeicherkraftwerke, Schwungräder, Druckluft und das Absenken und Anheben schwerer Gewichte sein. Jacobson glaubt, dass Batterien gewinnen werden, sagt aber, dass andere einen Beitrag leisten könnten, wenn sie bei den Kosten konkurrieren können. Darauf deuten neue Untersuchungen hin Elektrofahrzeugbatterien allein könnten bereits 2030 die für globale Netze benötigten Kurzzeitspeicher bereitstellen.
Jacobson befürwortet auch die Wärmespeicherung für einige Gebäude: „Die Speicherung von Wärme in Bohrlöchern, Grundwasserleitern oder Wassergruben ist spottbillig, entschuldigen Sie das Wortspiel. Es kostet weniger als 1 US-Dollar pro Kilowattstunde Speicher.“ Die Steuerung der Nachfrage durch die Anpassung der Strompreise an die Nachfrage wachse bereits schnell, sagt er. Wenn das Angebot an erneuerbaren Energien die Nachfrage übersteigt, sollte der Strom zur Herstellung von grünem Wasserstoff verwendet werden, sagt er, um die Brennstoffzellen anzutreiben, die von energieintensiven Verbrauchern benötigt werden.
„Die Verwaltung des Netzes ist nur ein Optimierungsproblem, kein Problem der Raketenwissenschaft“, sagt er. „Ich möchte nicht sagen, dass es keine Probleme gibt, aber normalerweise werden diese Herausforderungen im Laufe der Zeit nur durch Erfahrung gebügelt.“
Ein weiterer Kritikpunkt an einem großen Ausbau erneuerbarer Energien ist der erforderliche Abbau der verwendeten Metalle. Aber Jacobson sagt, dass eine solche Einführung die Entnahme aus der Erde tatsächlich enorm reduzieren würde, indem die Ausbeutung fossiler Brennstoffe beendet würde: „Die Gesamtmenge an Bergbau, die für Wind, Wasser und Sonne benötigt wird, im Vergleich zu [the] fossilen Brennstoffsystem, ist viel weniger als 1% in Bezug auf die Masse der Materialien.“
Jacobson ist vernichtend über viele neu entstehende Technologien, die als Klimalösungen beworben werden. „Die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid dient ausschließlich dazu, die Industrie für fossile Brennstoffe am Leben zu erhalten“, sagt er. Nur ein Teil des CO2 wird gefangen genommen und begraben, sagt er, und die tödliche Luftverschmutzung geht unvermindert weiter. Blauer Wasserstoff, hergestellt aus fossilem Gas mit etwas CO2 der dann eingefangen und vergraben wird, grünem Wasserstoff, der direkt aus erneuerbarem Strom hergestellt wird, weit unterlegen ist, sagt Jacobson: „Blauer Wasserstoff ist einfach sehr verworren.“
Neue Kernkraftwerke seien im Vergleich zu Wind und Sonne zu langsam im Bau und zu teuer, meint Jacobson: „Am Ende wartet man 15 bis 20 Jahre länger auf einen sieben- bis achtmal höheren Strompreis – das macht einfach keinen Sinn. Auch wenn sie sich verbessern [build times], sagen wir bis 12 Jahre, das ist noch viel zu lang. Wir haben billigere, schnellere und sicherere Technologien. Warum Zeit verschwenden?“
Auch Biokraftstoffe werden von Jacobson abgelehnt: „Der Vorstoß zu Biokraftstoffen war wirklich nicht hilfreich. Sie halten die Luftverschmutzung konstant oder erhöhen sie und sie verbrauchen eine riesige Menge Land.“
Etwas maßvoller ist er, wenn es um Direct Air Capture (DAC) geht: Technologien, die CO absaugen können2 aus der Luft zum Begräbnis. Es spielt heute keine Rolle, sagt er, da Ausgaben für erneuerbare Energien bei der Reduzierung von Emissionen weitaus kosteneffektiver sind. Aber selbst wenn die Verbrennung fossiler Brennstoffe endet, sind viele Wissenschaftler zu dem Schluss gekommen, dass CO2 aus der Luft geholt werden müssen, um die schlimmsten Auswirkungen der Klimakrise zu vermeiden. An diesem Punkt, sagt Jacobson, sollten die Kosten von DAC mit anderen Möglichkeiten zur Bindung von Kohlenstoff und zur Begrenzung der globalen Erwärmung verglichen werden, wie z.
Unterstützer und Kritiker
Jacobsons Buch hat Unterstützung von einigen Experten erhalten. Prof. Michael Mann von der University of Pennsylvania sagt, das Buch „präsentiert einen umfassenden und detaillierten Plan für die Optionen, die wir derzeit haben, um die Klimakrise anzugehen“. Mann hat gesagt, dass diejenigen, die darauf bestehen, dass uns heute die Werkzeuge zur Dekarbonisierung der Wirtschaft fehlen, falsch liegen.
Prof. Claudia Kemfert vom Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung, die die Bundesregierung und die Europäische Kommission beraten hat, sagt: „[The book] zeigt eindrucksvoll, dass man zahlreiche Krisen mit einer Klappe schlagen kann, ohne dass man auf Wunder warten muss.“
Andere wiederum kritisieren eine ausschließliche Konzentration auf Wind, Wasser und Sonne. Prof. Ken Caldeira von der Carnegie Institution for Science in den USA sagt: „Ein breiteres Spektrum zu haben [of technologies] in der Toolbox macht es nur einfacher, Probleme zu lösen. Wir werden nur die Tools verwenden, deren Einsatz unter bestimmten Umständen sinnvoll ist, aber die Pflege und Erweiterung unserer Optionen ist eine gute Sache.
„Die Schlüsselfrage ist nicht, was in einer idealen Welt physikalisch möglich ist, sondern was in der Welt, wie wir sie kennen, praktisch möglich ist“, sagt er.
Prof. Rob Gross, Direktor des britischen Energieforschungszentrums, steht irgendwo mitten in der Debatte: „Ich stimme weitgehend zu, dass wir bestehende Technologien weitgehend nutzen können, aber wir müssen diese neuen Anwendungen, wie z von Wasserstoff, um eine zwischensaisonale Speicherung bereitzustellen.“
„Die Bemühungen von Moonshot, völlig neue Dinge zu erfinden, sind mit ziemlicher Sicherheit eine Ablenkung“, fügt er hinzu. „Jacobson hat Recht, dass es vor allem darum geht, das einzusetzen, was wir haben. Er irrt sich insofern, als er diesen Ton einfach macht.“
Auf die Kontroverse um seine Arbeit angesprochen, sagt Jacobson: „Normalerweise gefällt es den Leuten nicht, dass wir ihre Technologien nicht einbeziehen.“ Zum Rechtsstreit um ein kritisches Paper sagt er: „Da ging es nicht um einen wissenschaftlichen Dissens.“ Er behauptet, es sei ein Versuch gewesen, seinen Ruf zu schützen. 2018 stellte er den Fall ein.
Jacobson bleibt optimistisch: „Es gibt eine technische und wirtschaftliche Lösung für die Probleme in den Bereichen Klima, Luftverschmutzung und Energiesicherheit, mit denen wir konfrontiert sind. Aber wir stehen vor großen Herausforderungen bei dem Versuch, diese Lösung umzusetzen. Die Herausforderungen bestehen darin, den politischen Willen zu bekommen, sich auf eine begrenzte Anzahl von Lösungen zu konzentrieren, die wir schnell umsetzen können. Die Interessengruppen sind ein großes Problem, weil sie diesen Ansatz des „Alles oben Genannten“ vorantreiben.“