Energieszenarien zum Energiekonzept der Bundesregierung

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Gedanken eines Experimentalphysikers
Quantenwelt

Es ist heute schwer, jemanden zu finden, der kein ausgesuchter Experte für Energiewirtschaft ist. Jedenfalls scheinen die meisten Menschen eine klare Meinung dazu zu haben, ob eine zuverlässige Energieversorgung ohne Kernkraft machbar ist und ob sogar in absehbarer Zeit eine Energieversorgung ausschließlich mit erneuerbaren Energien denkbar ist. Ich bin da eine Ausnahme, ich kenne mich ganz gut mit Physik und Technik aus. Ich kann wissenschaftliche Artikel schreiben und lesen. Aber ein eigenes Gutachten zur Energieversorgung abzugeben, würde ich mir nicht zutrauen.

Nachdem nebenan bei Öko-Logisch Björn Lohmann das Energiegutachten für das BMWi kommentiert und seine Zweifel an dem Sinn des Gutachten angemeldet hat, möchte ich es dennoch wagen, meine Eindrücke dieser Studie mitzuteilen. Dabei kann ich als Spezialist für Physik mit Synchrotronstrahlung und als Atomphysiker (nicht Kernphysiker) mir nicht anmaßen zu beurteilen, ob die Ergebnisse des Gutachtens sachlich richtig sind. Ich möchte vielmehr kurz Erläutern, was in dieser Studie steht und was nicht.

Das Papier ist überschrieben mit “Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung” und berechnet vier Szenarien, mit denen eine vorgegebene Zielsetzung erreicht werden kann. Die Zielsetzungen sind dabei die Emission von Treibhausgasen um 40% bis 2020 und um 85% bis 2050 zu reduzieren und den Anteil erneuerbarer Energien bis 2020 auf über 18% des Bruttoendenergieverbrauchs und bis 2050 auf über 50% des Primäreergieverbrauchs zu erhöhen. Die vier untersuchten Szenarien unterscheiden sich in ihren Zielsetzungen darin, dass unterschiedliche Verlängerungen der Atomkraft-Laufzeiten vorgegeben wurden: vier Jahre (Szenarium I), zwölf Jahre (II), zwanzig Jahre (III) und achtundzwanzig Jahre (IV). Jedes der Szenarien wurde mit zwei verschiedenen Ansätzen für die Nachrüstkosten, die bei Laufzeitverlängerungen entstehen, ausgerechnet. (I A bis IV A und I B bis IV B).

Zum Vergleich der Ergebnisse wurde außerdem ein Referenzszenario berechnet, in dem keine Ziele hinsichtlich der Treibhausgas-Emissionen oder der erneuerbaren Energien angestrebt wurden. Hier wurde der Trend der Entwicklung der letzten Jahre fortgeführt. Auch dabei kommt es zu einer Verringerung der Treibhausgasemissionen und der Anteil an erneuerbaren Energien steigt, aber es wird nicht Konsequenz auf die Ziele hingearbeitet. In einigen Medien wurde Kritisiert, dass das Szenarium, das keine Laufzeitverlängerung vorsieht, auch andere Vorgaben macht und damit nicht vergleichbar mit den Szenarien I bis IV ist. Diese Kritik geht aber an der Zielsetzung dieses Referenzszenarios vorbei. Es handelt sich eben nicht um die Option, die definierten Ziele ohne Laufzeitverlängerung zu erreichen, sondern um einen Vergleichspunkt ohne gezielte Umsteuerung der Energiepolitik. Damit sollte auch die Frage von Björn Lohmann, warum in diesem Szenarien der Anteil der erneuerbaren Energien weniger stark steigt, beantwortet sein.

Das Gutachten ist kein Versuch, alle möglichen Zukunftsszenarien durchzuspielen. Es werden nicht viele verschiedene Wege zu den gleichen Vorgaben durchgespielt und es werden auch keine radikaleren Konzepte, wie sofortige Abschaltung aller Atom- und Kohlekraftwerke oder Neubau von modernen Kernkraftwerken durchgerechnet. Die Regierung ging von der Prämisse aus, dass eine Laufzeitverlängerung der Atomkraftwerke vorteilhaft ist und diese Studie konzipert um zu bestimmen, wie sich verschiedene Laufzeitverlängerungen auf die Entwicklung der Energieversorgung auswirken würden. Es geht um die Variation eines einzelnen Parameters um ein Optimum zu bestimmen. Für diesen Zweck ist die Konzeption der Studie sinnvoll.

Wie ein Leser bei Björn Lohmann angemerkt hat, unterscheiden sich die Ergebnisse der acht Szenarien im Jahr 2050 nicht mehr wesentlich. Das sollte nicht überraschen, da sie ja alle das selbe Ziel anstreben und 2050 auch bei den größten Laufzeitverlängerungen kaum noch Kernkraft eingesetzt wird. Alle Ziel-Szenarien unterscheiden sich aber deutlich von der Referenz. Sie zeigen verschiedene Wege auf, die Vorgaben zu erreichen.

Die größten Unterschiede gibt es in den Jahren 2020 und 2030. Hier wirken sich die Unterschiede in den Laufzeiten am stärksten aus und hier zeigen sich die relativen Vorteile der Szenarien mit längerer Laufzeit. Sie sind allerdings meines Erachtens nicht sehr ausgeprägt. Auf Seite 122 des Gutachtens findet sich auch eine Auskunft zur Möglichkeit, nicht Kernkraft, sondern Gasturbinen als Brückentechnologie zu verwenden. Tatsächlich werden in den Szenarien IA und IIA Gasturbinen verwendet um zustäzliche Kapazität zu erreichen. Diese Möglichkeit wurde also keinesfalls ignoriert, sie war nur nicht Teil der vorgegebenen Zielsetzung.

Die Studie selbst ist also, wenn man sie sich genauer ansieht, gar nicht so zweifelhaft. Ob alle eingegangenen Annahmen realtistisch sind, kann ich nicht beurteilen. Es scheint aber eine recht konservative Absätzung zu sein, die keine besonderen Technologiesprünge in den nächsten 40 Jahren voraussetzt. So etwas ist ja auch kaum planbar. Die einzige Annahme, die noch technische Entwcklungen voraussetzt und deshalb vielleicht schwer einzuschätzen ist, ist die, dass CCS, also die Abscheidung und Speicherung von CO2 im Jahr 2025 Marktreife erreichen wird. Steinkohlekraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung und CCS sind ein wichtiger Bestandteil dieser Szenarien.

Ich finde also tatsächlich keine offensichtlichen Unstimmigkeiten in der vorliegenden Studie. Die Entscheidung, nur Auswirkungen unterschiedlicher Laufzeitverlängerungen der Kernkraftwerke zu untersuchen, ist natürlich eine politische Vorentscheidung für einen bestimmten energiepolitischen Weg. Dass aber diese Regierung diesen Weg einschlagen würde, war meines Erachtens schon vor der Bundestagswahl klar. Ob wir diesem Weg tatsächlich gehen, ist eine politische Entscheidung, die Studie kann da wichtige Hilfestellung geben, von ihr zu verlangen, alle Probleme zu lösen und mehr als die gestellte Frage zu beantworten, ist zu weit gegriffen.

Veröffentlicht von

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Joachim Schulz ist Gruppenleiter für Probenumgebung an der European XFEL GmbH in Schenefeld bei Hamburg. Seine wissenschaftliche Laufbahn begann in der Quantenoptik, in der er die Wechselwirkung einzelner Atome mit Laserfeldern untersucht hat. Sie führte ihn unter anderem zur Atomphysik mit Synchrotronstrahlung und Clusterphysik mit Freie-Elektronen Lasern. Vier Jahre hat er am Centre for Free-Electron Laser Science (CFEL) in Hamburg Experimente zur kohärenten Röntgenbeugung an Biomolekülen geplant, aufgebaut und durchgeführt. In seiner Freizeit schreibt er zum Beispiel hier im Blog oder an seiner Homepage "Joachims Quantenwelt".

9 Kommentare

  1. Noch eine Kleinigkeit

    Beim nochmaligen Ueberfliegen fiel mir noch auf, dass im Referenzszenario zwar der _Anteil_ der erneuerbaren Energien kleiner ist als in den Zielszenarien, aber die absoluten Zahlen sind etwa gleich (Abbildungen Seite 9, 12).

    D.h. die Szenarien unterscheiden sich, soweit ich das sehe, dadurch, dass bei den Zielszenarien mehr Energie eingespart wird, was zu weniger CO2-Ausstoss fuehrt.

    Damit laesst sich das Ergebnis der Studie IMO zusammenfassen mit: Wenn wir mehr Energie einsparen, werden wir 2050 weniger Energie verbrauchen. Saemtliche anderen Faktoren (Atomausstieg etc.) sind (im Rahmen der Simulation) ziemlich unwichtig.

    Ich habe jetzt die politischen Folgen in Deutschland nicht verfolgt, aber ich nehme an, dieses Ergebnis unterscheidet sich stark von dem, was die Ministerien verkuenden?

  2. @Ulf Lorenz

    Stimmt, es wäre sicher wünschenswert, eine Studie zu sehen, die mögliche Einflüsse einzelner Maßnahmen deutlicher zeigt. Beachten sollte man auch Stefan Rahmstorfs Einwand, dass eine Fehleranalyse fehlt. Der Einfluss der Laufzeitverlängerung fällt ja tatsächlich recht dürftig aus und ist von Einflüssen vieler anderer Maßnahmen überlagert.

    Es handelt sich tatsächlich weit mehr um einen Vorschlag, wie die Energiepolitischen Ziele verwirklicht werden könnten, als um eine detaillierte Untersuchung der Einzelmaßnahmen.

  3. Eine falsche Voraussetzung

    Du schreibst:

    Die Regierung ging von der Prämisse aus, dass eine Laufzeitverlängerung der Atomkraftwerke vorteilhaft ist und diese Studie konzipert um zu bestimmen, wie sich verschiedene Laufzeitverlängerungen auf die Entwicklung der Energieversorgung auswirken würden. Es geht um die Variation eines einzelnen Parameters um ein Optimum zu bestimmen. Für diesen Zweck ist die Konzeption der Studie sinnvoll.

    Am Ende zeigt sich jedoch, dass noch nicht einmal die Prämisse gültig ist, die Regierung sich also geirrt hat. Dank des Gutachtens wissen wir das nun. Warum also noch daran festhalten? Es gibt keine zwingenden Argumente für eine längere Nutzung von Atomkraftwerken. Ein Verzicht auf längere Laufzeiten hat weder auf die Strompreise noch auf die Versorgungssicherheit oder den Klimaschutz einen nennenswerten Einfluss.

    Zusätzlich ist es rechtlich bedenklich die geplante Gesetzesnovelle ohne Zustimmung der Länder durchzusetzen, der Bundesrat hat auch noch ein Wörtchen mitzureden.

  4. Nicht durch DIESE Studie

    @Joe:
    Nein, durch DIESE Studie wissen wir nicht, dass die Laufzeitverlängerung nicht vorteilhaft ist. Von zwingenden Gründen möchte ich nicht sprechen, dazu ist die Studie noch weniger geeignet. Aber die Studie zeigt, dass (unter den untersuchten Randbedingungen) der CO2 Ausstoß um so eher sinkt, je länger die Laufzeiten sind.

    Das liegt freilich an den verwendeten Instrumenten. Es wird davon ausgegangen, dass die von der Kernkraft wegfallenden Kapazitäten zunächst durch eine längere Laufzeit der vorhandenen konventionellen Kohlekraftwerke und durch neue Gaskraftwerke ausgeglichen werden. Beide produzieren zusätzliches CO2, was durch den anfänglichen moderaten Anstieg der erneuerbaren Energien erst in späteren Jahren kompensiert wird. Die Verfügbarkeit von CCS wird erst ab 2025 angenommen.

    Man kann sicher kritisieren, dass die Regierung radikalere Konzepte, wie einen schnellen Ausstieg aus Kohle und Atom, gar nicht erst untersuchen ließ. Leider geht gerade deshalb NICHT aus dieser Studie hervor, ob ein Weg, der schell den CO2-Ausstoß reduziert und die Kernkraft auslaufen lässt, gangbar ist.

    Ich will es nicht ausschließen, aber es geht nicht aus diesem Gutachten hervor.

    Was den Bundesrat betrifft, bin ich nicht genügend Verfassungsexperte, um zu beurteilen, unter welchen Umständen eine Zustimmung der Länderkammer nötig ist.

  5. DIESE Studie/Fragestellung/Titel

    Ok, ich hoffe ich habe verstanden was Du meinst. DIESE Studie kann nicht die Frage beantworten ob eine Laufzeitverlängerung vorteilhaft ist. Warum war die Option, die definierten Ziele ohne Laufzeitverlängerung zu erreichen, nicht in der Studie enthalten?
    Weil der Ausstieg aus dem Ausstieg schon feststand und es eine politische Entscheidung war und keine wissenschaftliche.

    Selbst das Referenzszenario, in dem keine Ziele hinsichtlich der Treibhausgas-Emissionen oder der erneuerbaren Energien angestrebt wurden erreicht eine Verringerung der Treibhausgasemissionen und der Anteil an erneuerbaren Energien steigt.

    Den Titel “Energieszenarien zum Energiekonzept der Bundesregierung” würde ich sogar als irreführend bezeichnen, weil es eben kein Versuch war, alle möglichen Zukunftsszenarien durchzuspielen um die vorher definierten Ziele zu erreichen. Viel Lärm um nichts…

    Ich denke entweder war die Fragestellung falsch gewählt oder das Studiendesign war falsch.

  6. Energieszenarien zum Energiekonzept der

    Was ist erneuerbare Energie? Gemäß den mir bekannten Regeln gibt es keine Möglichkeit Energie zu erneuern.
    Ich finde daher diesen Ausdruck fürchterlich und denke, dass er geprägt wurde um das Volk zu verdummen.
    Unabhängig von dieser Meinung finde ich den Artikel sehr anschaulich und gelungen.

  7. Laufzeitverlängerung ist finanzpolitisch

    notwendig.
    Warum soll bei riesigen Gewinnen der Energiekonzerne nicht ein Teil abgeschöpft werden und dem Steuerzahler Steuerlast bei Steuerbedarf erspart werden.

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