1. Die Energiewende

1.1 Der Tsunami in Japan

Am 11. März 2011 kommt es zum schwersten Erdbeben der japanischen Geschichte. Geologisch gesehen liegt Japan auf dem Pazifischen Feuerring, charakterisiert durch eine erhöhte Häufigkeit von stärkeren Erdbeben. Durch das Erdbeben und den von ihm ausgelösten Tsunami sterben bis zu 18 500 Menschen.

Der verheerende Tsunami beschädigt überdies das Kühlsystem des an der Meeresküste gelegenen Kernkraftwerks Fukushima-Daiichi, wobei radioaktive Strahlung freigesetzt wird. Es werden 160 000 Bewohner der Region evakuiert. Wie ein  Ende März 2016 von der Weltgesundheitsorganisation der Vereinten Nationen (WHO) veröffentlichtes Dokument (1) feststellt, gab es keine direkten durch Strahlung verursachten Todesfälle und es wird vermutet, dass  auch die Zahl der langfristig möglichen Krebstoten statistisch wohl nie auffällig werden wird.  Eine Studie eines englischen Forscherteams kommt zu dem Schluss (2), dass die durch die Evakuierung erzielte Verringerung der gesundheitlichen Strahlengefährdung viel zu gering war, um die körperliche, soziale und psychische Belastung durch die Umsiedlung zu rechtfertigen. Zur Zeit laufen langfristige spezielle Untersuchungen, ob durch das ausgetretene radioaktive Iod die Häufigkeit von Schilddrüsenkrebs ansteigt.

1.2 Der Ausstieg aus der Atomenergie zugunsten der sog. umweltfreundlichen Energien

Am 30. Juni 2011, also nur 3 Monate später, beschließt die Industrienation Deutschland

  • den totalen Ausstieg aus der Kernenergie bis Ende 2022

Entsprechend einer repräsentativen Umfrage unterstützten 80% der deutschen Bevölkerung diesen Beschluss. (Wikipedia)

1.2.1 Pariser Abkommen

Dieser Ausstieg aus der CO2- sauberen Atomenergie erschwert Deutschland allerdings die Maßnahmen, um die bei der Klimakonferenz in Paris (2015) festgelegten CO2 Einsparungen, einzuhalten. Denn die Reduzierung der Treibhausgasemission soll ermöglichen die globale Erwärmung bis 2100 auf deutlich unter 2 °C, möglichst  1.5 °C, zu begrenzen. (Wikipedia)

Der Ausfall der Kernenergie soll durch die erneuerbaren Energien, also vor allem Sonne und Wind kompensiert werden. Schon im Herbst 2010 hatte sich die Bundesregierung darauf geeinigt, die Treibhausgasemissionen bis 2050 drastisch zu reduzieren – also sich nach und nach von Kohle, Öl und Gas zu verabschieden. So werden weiterhin folgende Ziele beschlossen. (3)

  • Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch bis 2020 auf 18 Prozent, bis 2030 auf 30 Prozent und bis 2050 auf 60 Prozent.
  • Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch auf 35 Prozent bis 2020, auf 50 Prozent bis 2030 und auf 80 Prozent bis 2050. Diese Zielwerte sind in der Novelle 2012 des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) festgehalten.
  • Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2020 um 40 Prozent, bis 2030 um 55 Prozent und bis 2050 um 80 bis 95 Prozent (gegenüber dem Basisjahr 1990).
  • Reduktion des Stromverbrauchs bis 2020 um 10 Prozent und bis 2050 um 25 Prozent (gegenüber 2008)
  • Reduktion des Wärmebedarfs in Gebäuden bis 2020 um 20 Prozent und Reduktion des Primärenergiebedarfs um 80 Prozent bis 2050.

1.3 Die Dunkelflaute

Beim Umstieg von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare Energien muss offensichtlich die Frage der Energieverfügbarkeit betrachtet werden.

Am 24. Januar 2017 hatte die deutsche Stromversorgung eine sogenannte „Dunkelflaute“ zu überstehen. Witterungsbedingt (Windstille, kein Sonnenschein)  deckten die umweltfreundlichen Energien nur etwa 5% des deutschen Strombedarfs ab (4). An jenem  Januartag deckten also die fossilen Kohle-und Gaskraftwerke sowie die Nuklearenergie mehr als 90 Prozent des deutschen Strombedarfs.

Ein weiteres Beispiel aus der jüngeren Zeit. 27.November 2020 morgens :kein Wind und wenig Sonne, eine typisch herbstliche Wetterlage. Um 7:00 morgens liefern die rund 30 000 Windräder und die Millionen von Fotovoltaikanlagen 774 MW Strom. Das klingt viel, aber es  nicht einmal die Strommenge eines mittleren Kohlekraftwerks. Aber das erwachend Deutschland verbraucht zu diesem Zeitpunkt 72,613 GW, das ist 100 mal soviel wie an grüner Energie verfügbar.   

In Bild 1a aus (4.1) ist der flächige Bereich die erzeugte Energie. Am obigen Rand des flächigen Bereichs verläuft die rote Kurve der verbrauchten Stromenergie, d.h. vom Netzbetreiber wird exakt soviel Strom eingespeist wie verbraucht wird. Im flächigen Bereich liegen die eingespeisten erneuerbaren Energien am unteren Rand, blau der Windstrom, gelb der Solarstrom und grün der Strom aus Biomasse. Um die rote Kurve des verbrauchten Stroms zu erreichen muss die Kluft zu den  grünen Energien durch den dunkelgrauen Bereich aufgefüllt werden, der die Kohle – und Kernkraftwerks -Energie darstellt. Ohne diese konventionellen Energiebeiträge bleibt es Deutschland dunkel , selbst wenn im Mittel der Anteil der Erneuerbaren über 50% liegt.

Bild 1a: Stromerzeugung und Stromverbrauch Nov 27/Nov 28 2020

Um solche Lücken bei der deutschen Stromerzeugung mit erneuerbaren Energien abzufedern sind Energiespeichersysteme erforderlich, doch leistungsfähige bezahlbare Speichersysteme sind beim jetzigen Stand der Technik nicht vorhanden, d.h. die Abschaltung unrentabler Kraftwerke mit Energieerzeugung durch Verbrennung fossiler Materialien (Kohle, Gas) wird möglicherweise nicht in dem zur Zeit geplanten Maße weitergehen (4) und  auch bei den Protagonisten der erneuerbaren Energien setzt sich die Überzeugung durch, dass noch längere Zeit konventionelle Kraftwerke, vorzugsweise Gaskraftwerke beibehalten werden müssen.

Am 26. Januar 2019 hat die Kohlekommission den Kohleausstieg bis spätestens 2038 beschlossen (Wikipedia).

> weiter zu 2. Der Klimawandel und Folgen für die Energiewende – 2.1 IPCC –Prognosen