News: Energie für das Treibhaus
In den kommenden Jahrzehnten gilt es, den Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre wenigstens zu stabilisieren. Das wird nur mithilfe alternativer Energiekonzepte funktionieren - und ungeheurer Anstrengungen bedürfen.
In den letzten hundert Jahren hat sich die Zahl der Menschen auf der Erde vervierfacht, während der Primärenergiebedarf gar um das 16fache angestiegen ist. Die Folge: Der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre stieg von 275 auf mittlerweile 370 parts per million (ppm); in diesem Jahrhundert wird deshalb wohl noch die 550-ppm-Grenze fallen. Eine globale Temperaturerhöhung um bis zu 4,5 Grad Celsius wird die Folge sein.
Und noch immer werden 85 Prozent des derzeitigen Weltenergiebedarfs von zwölf Terawatt aus fossilen Brennstoffen gedeckt.
Der Ausweg aus dem globalen Treibhaus scheint somit sonnenklar: Alternative Energiequellen müssen her. Doch unter Berücksichtigung des steigenden Weltenergiebedarfs erforderte allein die Stabilisierung der CO2-Konzentrationen auf jene 550 ppm, dass bereits in 50 Jahren bis zu 15 Terawatt - also mehr als der heutige Weltenergiebedarf - aus alternativen, also CO2-neutralen Energiequellen stammen müssten.
Eine 18-köpfige Arbeitsgruppe unter der Leitung von Martin Hoffert von der New York University hat jetzt zum ersten Mal eine globale Analyse aller potenziellen Energiequellen durchgeführt, die ohne Kohlendioxidfreisetzung angezapft werden können - oder in Zukunft könnten.
Neben Kernkraft, Solar- und Windenergie betrachteten die Forscher dabei auch für Kohlendioxid geschlossene Kreisläufe wie die Herstellung und Nutzung von Biogas. Hinzu kamen zudem Strategien wie die Einsparung fossiler Brennstoffe, die langfristige Bindung des aus fossilen Brennstoffen freigesetzten Kohlendioxids in Wäldern oder die Versenkung des Treibhausgases in die Tiefen der Meere.
Unter dem Strich ist die Einschätzung der Forscher ernüchternd und erschreckend: Abgesehen davon, dass viele Technologien noch nicht einmal in den sprichwörtlichen Kinderschuhen stecken - wie bei der Kernfusion oder bei riesigen Solaranlagen im All -, sind auch die vermeintlich etablierten Verfahren derzeit weit davon entfernt, einen wirklichen Beitrag zur Energieerzeugung zu liefern.
"Paradoxerweise ist das Kyoto-Abkommen zum Klimaschutz zu schwach und zu mächtig zugleich", schreiben die Autoren. "Zu mächtig, weil die Folgen für die Wirtschaft bedrohlich erscheinen (aus diesem Grund verweigern die USA die Ratifizierung) und zu schwach, weil die Reduktion [der Treibhausgase] eigentlich viel größer ausfallen müsste, die entsprechenden Technologien aber fehlen."
Beispiel Solarstrom: Um den globalen Strombedarf durch photovoltaische Anlagen zu decken, müsste eine Fläche von 220 000 Quadratkilometern dicht mit Solarzellen gepflastert sein. Beispiel Biomasse: Die CO2-neutralen Anbauflächen von Pflanzen für die Umsetzung in Biomasse-Kraftwerken würden zehn Prozent der Erdoberfläche beanspruchen - das entspricht etwa allen derzeitigen landwirtschaftlichen Nutzflächen zusammengenommen. Beispiel Brennstoffzellen: Bei dem aktuellen technischen Stand der Dinge wird bei der Erzeugung von Wasserstoff für den Betrieb einer Brennstoffzelle mehr Kohlendioxid freigesetzt als durch einen herkömmlichen Benzinmotor.
Dabei geht es Hoffert und seinen Kollegen nicht darum, unsinnige Überlegungen anzustellen und den globalen Energiebedarf durch eine einzige alternative Energieform zu decken. Vielmehr illustrieren die Forscher auf diese Weise die gigantische Lücke zwischen den notwendigen technischen Herausforderungen und dem derzeit Machbaren.
Die Forscher stellen somit auch nicht die Technologien zur Erzeugung Kohlendioxid neutraler Energie infrage, ganz im Gegenteil: Für sie liegt die einzige Alternative in massiven Anstrengungen in deren Erforschung und Ausbau und in einer radikalen Abkehr von fossilen Brennstoffen. Dass dies ungeheurer Anstrengungen, politischer Führung und absoluter Einigkeit auf internationaler Ebene bedarf, ist gewiss. Ob diese größte aller technologischen Herausforderungen dennoch gemeistert wird, nicht.
Und noch immer werden 85 Prozent des derzeitigen Weltenergiebedarfs von zwölf Terawatt aus fossilen Brennstoffen gedeckt.
Der Ausweg aus dem globalen Treibhaus scheint somit sonnenklar: Alternative Energiequellen müssen her. Doch unter Berücksichtigung des steigenden Weltenergiebedarfs erforderte allein die Stabilisierung der CO2-Konzentrationen auf jene 550 ppm, dass bereits in 50 Jahren bis zu 15 Terawatt - also mehr als der heutige Weltenergiebedarf - aus alternativen, also CO2-neutralen Energiequellen stammen müssten.
Eine 18-köpfige Arbeitsgruppe unter der Leitung von Martin Hoffert von der New York University hat jetzt zum ersten Mal eine globale Analyse aller potenziellen Energiequellen durchgeführt, die ohne Kohlendioxidfreisetzung angezapft werden können - oder in Zukunft könnten.
Neben Kernkraft, Solar- und Windenergie betrachteten die Forscher dabei auch für Kohlendioxid geschlossene Kreisläufe wie die Herstellung und Nutzung von Biogas. Hinzu kamen zudem Strategien wie die Einsparung fossiler Brennstoffe, die langfristige Bindung des aus fossilen Brennstoffen freigesetzten Kohlendioxids in Wäldern oder die Versenkung des Treibhausgases in die Tiefen der Meere.
Unter dem Strich ist die Einschätzung der Forscher ernüchternd und erschreckend: Abgesehen davon, dass viele Technologien noch nicht einmal in den sprichwörtlichen Kinderschuhen stecken - wie bei der Kernfusion oder bei riesigen Solaranlagen im All -, sind auch die vermeintlich etablierten Verfahren derzeit weit davon entfernt, einen wirklichen Beitrag zur Energieerzeugung zu liefern.
"Paradoxerweise ist das Kyoto-Abkommen zum Klimaschutz zu schwach und zu mächtig zugleich", schreiben die Autoren. "Zu mächtig, weil die Folgen für die Wirtschaft bedrohlich erscheinen (aus diesem Grund verweigern die USA die Ratifizierung) und zu schwach, weil die Reduktion [der Treibhausgase] eigentlich viel größer ausfallen müsste, die entsprechenden Technologien aber fehlen."
Beispiel Solarstrom: Um den globalen Strombedarf durch photovoltaische Anlagen zu decken, müsste eine Fläche von 220 000 Quadratkilometern dicht mit Solarzellen gepflastert sein. Beispiel Biomasse: Die CO2-neutralen Anbauflächen von Pflanzen für die Umsetzung in Biomasse-Kraftwerken würden zehn Prozent der Erdoberfläche beanspruchen - das entspricht etwa allen derzeitigen landwirtschaftlichen Nutzflächen zusammengenommen. Beispiel Brennstoffzellen: Bei dem aktuellen technischen Stand der Dinge wird bei der Erzeugung von Wasserstoff für den Betrieb einer Brennstoffzelle mehr Kohlendioxid freigesetzt als durch einen herkömmlichen Benzinmotor.
Dabei geht es Hoffert und seinen Kollegen nicht darum, unsinnige Überlegungen anzustellen und den globalen Energiebedarf durch eine einzige alternative Energieform zu decken. Vielmehr illustrieren die Forscher auf diese Weise die gigantische Lücke zwischen den notwendigen technischen Herausforderungen und dem derzeit Machbaren.
Die Forscher stellen somit auch nicht die Technologien zur Erzeugung Kohlendioxid neutraler Energie infrage, ganz im Gegenteil: Für sie liegt die einzige Alternative in massiven Anstrengungen in deren Erforschung und Ausbau und in einer radikalen Abkehr von fossilen Brennstoffen. Dass dies ungeheurer Anstrengungen, politischer Führung und absoluter Einigkeit auf internationaler Ebene bedarf, ist gewiss. Ob diese größte aller technologischen Herausforderungen dennoch gemeistert wird, nicht.
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