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Ist der Elektroantrieb für Alle möglich?

Alternative Antriebe für Auto und E-Roller

Von Eike Roth
Roth(
Eike.Roth@energie-fakten.de, Lebenslauf)

Hintergrund der Frage

Würde die Fläche Deutschlands ausreichen um alle Haushalte mit sauberem Strom zu versorgen oder auch entsprechende Elektroautos oder Elektroroller damit betreiben zu können (wenn 56 Mio Fahrzeuge auf Schlag mit Strom fahren würden)?

Antwort

Eigentlich könnte ich es mir leicht machen und einfach mit „Nein“ antworten. Allein schon wenn 56 Millionen Elektroautos „auf einen Schlag“ mit „sauberem“ Strom fahren sollen, geht das ganz sicher nicht.

Ich will aber doch versuchen, etwas weiter auszuholen: „Auf einen Schlag“ geht ganz einfach gar nichts. Egal, um welche Energieform es sich handelt, der Aufbau größerer Kapazitäten erfordert immer Zeit. Ich will dem Weiteren daher eine „vernünftige“ Übergangszeit zugrunde legen, ohne diese genauer zu spezifizieren. Sie dürfte aber eher nach Jahrzehnten als nach Jahren zu bemessen sein. Mit einer solchen „vernünftigen Übergangszeit“ könnte es immerhin wenigstens theoretisch gehen. Nur dann kann die Frage, ob die Fläche reicht, überhaupt Sinn machen. Schauen wir also, wo und unter welchen Umständen es mit einer Übergangszeit geht.

Aber Sie fragen ja speziell, ob es mit ‚“sauberem“ Strom geht. Um das zu klären, müssen wir zunächst ein gemeinsames Verständnis darüber herbeiführen, was denn „sauberer“ Strom ist. Vermutlich meinen Sie damit Strom aus „erneuerbaren Energien“. Aber wieso ist der „sauber“, und Strom aus anderen Energien nicht? Gemeint sein könnte Strom aus „CO2-freien“, oder, vielleicht noch präziser, aus „klimaneutralen“ Energien. Da aber alle Energieformen Hilfsenergieverbräuche aufweisen (Energiebedarf für Errichtung, Betrieb und Wartung sowie Stilllegung und Abriss der Anlagen) und diese grundsätzlich mit CO2-Freisetzungen verbunden sind, gibt es bei strenger Auslegung gar keine „CO2-freie“ oder „klimaneutrale“ Energie und damit auch keinen entsprechenden Strom. Man muss also eine Grenze einführen, ab der man Energien und den aus ihnen produzierten Strom als „CO2-frei“ bezeichnet.

Nehmen wir einmal an, dass wir in den Industrieländern die CO2-Freisetzungen um 80 Prozent verringern müssen. Dann bietet es sich an, als „CO2-frei“ alle jene Energien einzustufen, die eine deutlich bessere CO2-Reduzierung als 80 % (Faktor 5) bewirken. Davon kenne ich im Moment nur drei: Die Windenergie mit ganz grob etwa einem Faktor 10 und die Wasserkraft sowie die Kernenergie mit jeweils etwa einem Faktor 100. Die Fotovoltaik erfüllt diese Randbedingung nicht, da sie – zumindest bei den heute vorherrschenden kristallinen Silizium-Zellen – infolge deren hohem Materialverbrauch, der grundsätzlich mit Hilfsenergieverbräuchen verbunden ist, eindeutig zu viele CO2-Freisetzungen verursacht. Heute technisch verfügbare Fotovoltaik erreicht bei statischer Betrachtung (Einzelkraftwerk) nur einen CO2-Reduktionsfaktor von etwa 3 bis 4 und bei dynamischer Betrachtung (rascher Ausbau von Erzeugungskapazitäten) noch viel weniger. Das widerspricht zwar der weit verbreiteten Anschauung, aber die Tatsachen sind nun einmal so. Die weit verbreitete Anschauung ignoriert einfach die Hilfsenergieverbräuche und die damit einher gehenden CO2-Freisetzungen. Es ist zwar nicht auszuschließen, dass eine spätere, wesentlich weiter entwickelte Fotovoltaik-Technik ausreichend CO2-frei sein wird (immerhin dürften Dünnschichtzellen auf der Basis von Kadmiumtellurid oder Kadmium-Indium-Selenid grundsätzlich das Potential dafür haben), aber die heutige Technik ist einfach noch nicht so weit.

Ein weiterer Kandidat wäre Energie aus Biomasse. Aber auch diese hat meist zu große Hilfsenergieverbräuche und damit zu hohe CO2-Freisetzungen, und bei großmaßstäblicher Anwendung hat sie auch erhebliche N2O-Freisetzungen aus dem Düngemitteleinsatz und N2O (Lachgas) ist ein noch viel stärkeres Treibhausgas als CO2. Bioenergie ist im Allgemeinen daher nicht „CO2-frei“ und schon gar nicht „klimaneutral“. Auch das widerspricht der weit verbreiteten Anschauung, aber auch da sind die Tatsachen nun einmal so. Und weil die energetische Nutzung von Biomasse grundsätzlich in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion steht, ist bei ihr die Frage „sauber?“ wohl auch aus dem Grund zu verneinen. Ob später einmal (vielleicht über gentechnisch veränderte Pflanzen?) ein Ausweg aus diesem Dilemma der Bioenergie gefunden wird, darüber kann heute nur spekuliert werden.

Bleiben noch „saubere Kohlekraftwerke“. Darunter versteht man solche, bei denen das CO2 aus den Abgasen abgetrennt, langfristig eingeschlossen und (end)gelagert wird. Zur Zeit gibt es weder für die Abtrennung, noch für die Endlagerung großtechnisch erprobte Verfahren. Angesichts der riesigen Mengen ist es auch fraglich, ob befriedigende Lagerbedingungen und ausreichende Lagerkapazitäten gefunden werden können. „Saubere Kohlekraftwerke“ sind jedenfalls heute keine verfügbare Lösung. Weil sie wohl ohnehin am Zweck Ihrer Frage vorbeigehen dürften, werde ich sie im Weiteren nicht mehr betrachten.

Wenn man das Klimaproblem ernst nimmt, verbleiben beim heutigen Stand der Technik also nur Wind, Wasser und Kernenergie als möglicherweise „saubere“ Energien mit zumindest theoretisch ausreichendem Einsatzpotential. Später kommt eventuell noch eine weiterentwickelte Fotovoltaik dazu. Mehr gibt es ganz einfach nicht, jedenfalls aus heutiger Sicht nicht.

Aber das Klima ist ja nur ein Aspekt. Vielleicht haben Sie „sauber“ auch unter dem Gesichtspunkt „Sicherheit“ gemeint? Manche Menschen meinen, damit insbesondere die Kernenergie ausschließen zu können. Aber eingehende Untersuchungen zeigen, dass z. B. das von Staudammbrüchen ausgehende Risiko viel größer ist als das mit dem Betrieb von Kernkraftwerken verbundene Risiko. Auch gegenüber Windenergie ist die Entscheidung nicht so einfach, wenn man z. B. an die Möglichkeit abbrechender Rotoren und umfallender Windmasten denkt (was gar nicht so selten vorkommt). Selbst der Fotovoltaik wird in der Wissenschaft vielfach ein höheres Risiko zugeordnet als der Kernenergie, weil einfach bei Verarbeitung der riesigen Materialmengen mit entsprechend vielen Arbeitsunfällen zu rechen ist. Und wenn wir an den großmaßstäblichen Einsatz von Kadmiumtellurid (in Dünnschichtzellen) denken, müssen wir uns auch mit dessen Giftigkeit auseinandersetzen (Kadmium ist ein giftiges Schwermetall, dessen massenhafter Einsatz massiv umstritten ist).

Sicherheitsgesichtspunkte sprechen eher für als gegen die Kernenergie. Man muss ja immer beachten, dass nicht das Gefährdungspotential allein maßgeblich ist. Vielmehr spielt die Häufigkeit (Wahrscheinlichkeit) seiner Realisierung eine große Rolle. Letztlich kommt es darauf an, inwieweit der Eintritt eines Schadens durch entsprechende Vorsorgemaßnahmen verhindert oder das Ausmaß des Schadens zumindest stark vermindert werden können. Gerade bei modernen Kernkraftwerken westlicher Bauart ist hier Vorbildliches geleistet worden mit der Folge, dass nach mehr als 50 Jahren Kernenergienutzung zur Stromversorgung bisher kein einziger Störfall mit schlimmen Auswirkungen für die Umgebung aufgetreten ist (Tschernobyl ist nicht vergleichbar; ein derart gefährlicher Reaktortyp wäre hierzulande nicht genehmigungsfähig gewesen). Eine weitere Einengung der „sauberen“ Energien ist daher nicht so einfach möglich. Bleibt es bei den genannten drei und längerfristig vielleicht vier, kann Ihre Frage klar mit „Ja“ beantwortet werden, da Kernenergie das notwendige Potential hierfür hat. Uran langt sicher für Jahrtausende und infolge ihrer hohen Energiedichte (und der dadurch bedingten geringen Materialverbräuche) kann Kernenergie auch verhältnismäßig rasch ausgebaut werden. Die hierfür benötigten Flächen sind verhältnismäßig sehr gering.

Wollen Sie die Kernenergie aber, aus welchen Gründen auch immer, ausschließen, ist Ihre Frage ebenso klar mit „Nein“ zu beantworten. Wasserkraft kann in Deutschland kaum noch ausgebaut werden, und der Wind ist ganz einfach zu unzuverlässig, um „alle Haushalte mit Strom zu versorgen“. Dasselbe gilt auch, wenn man an eine zukünftige, vielleicht ausreichend verbesserte Technik der Fotovoltaik denkt. Die Haushalte brauchen nun einmal auch bei Windstille Strom und auch dann, wenn die Sonne nicht scheint. Solange es keine geeigneten Speicher für große Strommengen gibt, können die schwankend angebotenen Energien Wind und Sonne auf keinen Fall „alle Haushalte mit Strom versorgen“. Und wenn es solche Speicher eines Tages geben sollte, dann würden Wind und Fotovoltaik – derart massenhaft eingesetzt – immer noch aus Kostengründen ausscheiden. Windstrom kostet mindestens das Doppelte und Fotovoltaikstrom mindestens das Zehnfache gegenüber Kernenergiestrom. Wir merken das nur nicht, weil sie heute extrem subventioniert werden – von uns Verbrauchern über die Stromrechnung übrigens. Und mit Speicherung wird die Kostensituation noch ungünstiger. Die Fläche würde vielleicht reichen, aber die Verfügbarkeit reicht nicht, und die Wirtschaftlichkeit reicht auch nicht.

Ihre Frage lässt sich – objektiv gesehen und nicht durch eine rosarote Wunschbrille betrachtet – nur bei Einbeziehung der Kernenergie mit „Ja“ beantworten. Wer die nicht haben will, muss sich mit einem „Nein“ zufrieden geben, bzw. er muss überlegen, ob er nicht lieber auf sein „Nein“ zur Kernenergie verzichtet.

Diese Antwort entstand auf eine Frage eines Lesers im Juli 2009. Eine Langfassung ist nicht geplant.

Siehe auch

Zu einem Teil der hier angeschnittenen Fragen finden sich weiterführende Informationen in mehreren Beiträgen unter Energie-Fakten.de:

Screenshot Video Popp Elektromobilität

Elektromobilität im Energie-Konzept der Bundesregierung

Video: „Vorteile der Elektromobilität“
mit dem Herausgeber Prof. Dr. Popp (rd. 2:40 Min.) … zum Video

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