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Und was genau muss getan werden, um den energiebezogenen Kohlenstoff-Fußabdruck zu verringern?
Wie sieht die Zukunft der Energie aus?
Um zu verhindern, dass der Klimawandel seinen Kipppunkt überschreitet - einen Punkt, hinter dem es kein Zurück mehr gibt -, müssen wir die Treibhausgasemissionen rasch reduzieren.
Aber das Wichtigste zuerst: Um die Treibhausgase wirksam reduzieren zu können, muss die Welt wissen, woher sie kommen, und das bringt uns zum Thema dieses Artikels: Energie.
Die Energie steht im Mittelpunkt des Interesses, wenn es um den Klimawandel geht. Mit einem Anteil von fast drei Vierteln an den weltweiten Treibhausgasemissionen spielt der Energiesektor eine entscheidende Rolle bei der Begrenzung der Erderwärmung auf deutlich unter 2°C, und seine Fähigkeit, sich schnell anzupassen, wird die Zukunft unseres Planeten bestimmen.
Denn eines ist sicher: Die Länder auf der ganzen Welt müssen ihre Maßnahmen verstärken - und zwar dringend. Die bisherigen Klimaschutzzusagen der meisten Regierungen würden - selbst wenn sie erreicht würden - hinter dem zurückbleiben, was erforderlich ist, um die weltweiten energiebedingten Kohlendioxidemissionen bis 2050 auf null zu senken.
Wie sieht also die Zukunft der Energie aus, was kann der Sektor tun, um seine Emissionen zu verringern, und welche Trends sind es wert, verfolgt zu werden?
Es ist an der Zeit, die Herausforderung anzunehmen. Lies weiter um zu erfahren wie!
1. Allein die Emissionen aus dem Energiesektor machen fast drei Viertel der gesamten globalen Emissionen aus. Um das Netto-Null-Ziel für 2050 zu erreichen, muss die Energiewirtschaft daher komplett umgestaltet werden.
2. Im Großen und Ganzen gibt es sechs Hauptsektoren, die für einen großen Teil unserer CO2e-Emissionen verantwortlich sind: Energie, Industrie, Landwirtschaft und Ernährung, Forstwirtschaft und Landnutzung, Verkehr, Gebäude und Bauwesen.
3. In jedem dieser Sektoren gibt es auch energiebezogene Emissionen (z. B. Verkehr, Industrie, Gebäude und Städte).
4. Die Bewältigung dieser verschiedenen Bereiche erfordert ein breites Spektrum an Lösungen. Von der Verbesserung der Energieeffizienz über die Abscheidung und Speicherung von CO2e, bevor es entweicht, bis hin zur Ausschöpfung des Potenzials von Wasserstoff - es gibt viele Bereiche, die abgedeckt werden müssen, und viele Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt. Die wichtigsten davon werden in diesem Artikel analysiert.
Wie bereits erwähnt, macht der Energiesektor allein fast drei Viertel der gesamten globalen Emissionen aus. Wirf einen Blick auf das folgende Diagramm, das die energiebezogenen CO2e-Emissionen mit denen anderer Sektoren im Zeitraum von 1990 bis 2021 vergleicht:
Als ob das nicht schon genug wäre, stehen die weltweiten energiebezogenen Emissionen mit einem erwarteten Wachstum von 4,8 % für das Jahr 2021 nun sogar vor dem zweitgrößten jährlichen Anstieg aller Zeiten, wobei die Nachfrage nach fossilen Brennstoffen deutlich zunehmen wird, anstatt sich zu verlangsamen. Allein die Nachfrage nach Kohle wird voraussichtlich um 60 % steigen - das ist mehr als bei allen erneuerbaren Energien zusammen.
In Anbetracht der Tatsache, dass uns nur noch 29 Jahre bleiben, um das Netto-Null-Ziel für 2050 zu erreichen, müssten wir die globalen Emissionen jedes Jahr um mindestens 7,6 % senken, anstatt sie zu erhöhen - diese Prognose ist also alles andere als positiv.
Um das Netto-Null-Ziel für 2050 zu erreichen, muss die Energiewirtschaft komplett umgestaltet werden. Aber wo soll man überhaupt anfangen?
Bevor wir uns näher mit der Zukunft der Energie befassen, sollten wir die Grundlagen klären:
Der Energiesektor allein ist ein massiver Emissionsverursacher, aber auch andere Sektoren - wie Verkehr, Industrie usw. - haben energiebezogene Emissionen. Im folgenden Teil werfen wir einen Blick auf die Strom- und Wärmeerzeugung (die größte Emissionskategorie innerhalb des Energiesektors), die Industrie, den Verkehr und schließlich den Gebäude- und Bausektor.
Wenn man über die Zukunft der Energie nachdenkt, ist die Stromerzeugung wahrscheinlich der naheliegendste Sektor, da "Energie" und "Strom" heutzutage fast Hand in Hand gehen.
Und in der Tat ist die Umgestaltung des Stromsektors von zentraler Bedeutung für das Erreichen von Netto-Null-Emissionen im Jahr 2050. Die Stromerzeugung ist heute die größte Einzelquelle für energiebedingte CO2e-Emissionen und macht 36 % aller energiebedingten Emissionen aus, wobei der überwiegende Teil der Stromerzeugung mit mehr als 70 % immer noch aus Kohle stammt.
Dies ist besonders besorgniserregend, wenn man bedenkt, dass die Nachfrage nach Strom in den kommenden Jahren um mindestens 3,2 % pro Jahr steigen wird. (Man denke nur an all die Elektroautos, die mit Strom versorgt werden müssen! 🚗)
Wie du dir vorstellen kannst, werden die erneuerbaren Energien - insbesondere Solar- und Windenergie - die größte Rolle bei der Umgestaltung des Stromnetzes spielen, um in Zukunft nachhaltiger zu werden. Um genau zu sein, muss sich die weltweite Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien bis 2050 sogar verachtfachen, um die Nachfrage zu decken:
Was haben Wolkenkratzer, Brücken, Autos und Windmühlen gemeinsam?
Eine Sache: Stahl.
Stahl ist das am häufigsten verwendete Metall der Welt. Leider ist Stahl nicht sehr umweltfreundlich. Er ist für 7-9 % aller direkten Emissionen fossiler Brennstoffe verantwortlich. Aber Stahl ist nur ein Teil der Herausforderungen, denen sich der Industriesektor auf seinem Weg zu mehr Nachhaltigkeit stellen muss. Als zweitgrößte Quelle der weltweiten energiebedingten CO2e-Emissionen muss der Industriesektor einen grundlegenden Wandel vollziehen.
Während die Unternehmen, die fossile Brennstoffe herstellen, in letzter Zeit von ihren Aktionären unter Druck gesetzt wurden, ihr Verhalten zu ändern, ist das Verständnis und das Wissen der Menschen, wenn es um die Dekarbonisierung der verarbeitenden Schwerindustrie geht, viel geringer. Das liegt daran, dass die Lösung für fossile Brennstoffe viel einfacher zu begreifen ist: Kohleminen schließen, auf erneuerbare Energien umsteigen, et voilà - fertig ist die Lösung!
In der Schwerindustrie ist das nicht so einfach.
Die Produktion dieser Industrien ist für unser modernes Leben unverzichtbar und wird für den Aufbau einer funktionierenden Infrastruktur auf der Grundlage erneuerbarer Energien benötigt. Die Zukunft der Energie - oder besser gesagt, die Zukunft der erneuerbaren Energien - wird also erfordern, dass wir einen Weg finden, sie weiterhin zu produzieren, ohne dabei CO2e zu emittieren.
Es wird nicht einfach sein, die bisher "verrauchte" Industrie auf "grün" umzustellen. Sie wird enorme Investitionen erfordern, die sich auf Hunderte von Milliarden Dollar belaufen könnten. Erschwerend kommt hinzu, dass diese Produkte der Schwerindustrie wettbewerbsfähig bleiben müssen -- und das in einem Sektor, in dem die Gewinnspannen gering sind. Dies erschwert die Einführung zusätzlicher Kosten im Zusammenhang mit der Einführung neuer und nachhaltigerer Produktionsmethoden.
Die Zukunft der Energie erfordert auch einen Wandel im Verkehrswesen. Wenn wir bis 2050 Netto-Null-Emissionen erreichen wollen, müssen die Emissionen des Verkehrssektors laut IEA um 90 % gegenüber dem Stand von 2020 sinken. Bislang war der Verkehr stark von Erdölprodukten abhängig, die mehr als 90 % des Energiebedarfs des Sektors ausmachten.
Die Dekarbonisierung des Verkehrssektors hängt in erster Linie von den folgenden technologischen Veränderungen ab: Im Jahr 2050 muss Elektrizität weltweit der dominierende Kraftstoff im Verkehrssektor sein (45 %), gefolgt von wasserstoffbasierten Kraftstoffen (28 %) und Bioenergie (16 %). Das Idealszenario sieht vor, dass Biokraftstoffe im Laufe der Zeit zunehmend nur noch in der Luft- und Schifffahrt eingesetzt werden, wo der Spielraum für den Einsatz von Strom und Wasserstoff geringer ist.
Die Entwicklung hängt jedoch auch in hohem Maße von Regierungen ab, die eine bessere Verkehrsinfrastruktur aufbauen, welche effizientere Personenbeförderungsarten ermöglicht und somit auch die Energieeffizienz verbessert.
Die gute Nachricht für den Gebäudesektor ist, dass der Wandel hin zu energiebedingten niedrigeren Emissionen vor allem auf Technologien beruht, die bereits auf dem Markt verfügbar sind: Wärmepumpen, materialeffiziente Bauweise, Digitalisierung und intelligente Steuerungen. Energieeffizienz und Elektrifizierung sind hier also die beiden Haupttreiber der Dekarbonisierung.
Nachdem wir nun ein grundlegendes Verständnis für die verschiedenen Sektoren entwickelt haben, die eine Rolle bei der Energiezukunft und der Verwirklichung einer erfolgreichen Energiewende spielen, ist es an der Zeit, sich auf den spannenden Teil zu konzentrieren: die Herausforderungen.
Wie du dir vorstellen kannst, erfordert die Bewältigung dieser verschiedenen Bereiche ein breites Spektrum an Lösungen.
Von der Verbesserung der Energieeffizienz über die Abscheidung und Speicherung von CO2e, bevor es entweicht, bis hin zur Ausschöpfung des Potenzials von Wasserstoff - es gibt viele Bereiche, die abgedeckt werden müssen. Sie alle im Detail zu behandeln, würde den Rahmen dieses Artikels sprengen, weshalb wir uns hier nur auf die wichtigsten Bereiche konzentrieren: Wasserstoff, fossile Brennstoffe und Kohlenstoffabscheidung:
Wenn du die neuesten Nachrichten über erneuerbare Energien verfolgt hast, wirst du höchstwahrscheinlich von Wasserstoff gehört haben - der Supermacht, der Antwort auf alle Probleme der erneuerbaren Energien und der Zukunft des Energiesektors. Was genau ist das also, warum bauen Regierungen weltweit ihre Netto-Null-Strategien darauf auf, und welche Herausforderungen gibt es im Zusammenhang mit dieser "Supermacht"?
Im Netto-Null-Szenario der IEA für 2050 soll der Wasserstoffbedarf von 90 Millionen Tonnen im Jahr 2020 auf 530 Millionen Tonnen im Jahr 2050 steigen. Klingt großartig, nicht wahr?
Mit diesem Ziel ist jedoch eine große Herausforderung verbunden: Damit Wasserstoff einen wesentlichen Beitrag zur Energiewende leisten kann, muss er in Sektoren eingesetzt werden, in denen er derzeit überhaupt nicht verwendet wird, nämlich in der Schwerindustrie, im Verkehr (einschließlich Schifffahrt und Luftfahrt) und bei der Stromerzeugung (als Ausgleich für sonnen- und windarme Tage).
Erschwert wird dies durch die Tatsache, dass nicht jeder Wasserstoff "nachhaltig" ist. Es hängt sehr stark davon ab, wie der Wasserstoff hergestellt wird. Er kann entweder aus fossilen Brennstoffen und Biomasse (nicht so umweltfreundlich), aus Wasser (sehr umweltfreundlich) oder aus einer Mischung aus beidem gewonnen werden. Die schlechte Nachricht ist: Derzeit wird Wasserstoff fast ausschließlich aus Erdgas und Kohle gewonnen. Um die Netto-Null-Ziele zu erreichen, muss die Wasserstoffproduktion fast vollständig auf kohlenstoffarmen Technologien wie der Wasserelektrolyse (die Wasserstoff aus Strom und Wasser erzeugt) beruhen. Und das ist derzeit noch sehr kostspielig. Die IEA hat jedoch festgestellt, dass die Kosten für die Herstellung von Wasserstoff aus erneuerbarem Strom bis 2030 um 30 % sinken könnten, da die Kosten für erneuerbare Energien sinken.
Wer sehnt sich nicht nach diesem Moment? Den Moment, in dem die fossilen Brennstoffe nach Jahren der Proteste, der Unentschlossenheit der Regierungen (und noch mehr Protesten) endlich ausgedient haben.
Leider scheint dieser Moment noch in weiter Ferne zu liegen.
Obwohl China seine erneuerbaren Energien recht schnell ausbaut, dominieren weiterhin die Kohlekraftwerke, die zwischen 2019 und 2021 um fast 7 % zunehmen werden. Indien weist ähnliche Zahlen auf, wobei der erwartete Anstieg der Kohleverstromung im Jahr 2021 aller Voraussicht nach dreimal so hoch ist wie die Erzeugung aus erneuerbaren Energien. Eine der wichtigsten Herausforderungen für die Regierungen ist daher die Frage, was mit all den Kohleminen und Ölmühlen geschehen soll, die niemand haben will.
Denn es stimmt: Langfristig wird sie niemand haben wollen.
Einem ausführlichen Bericht der IEA zufolge sollten Kohlekraftwerke bis 2040 vollständig abgeschaltet werden, wenn das Netto-Null-Szenario 2050 erreicht werden soll. Angesichts solch ehrgeiziger Ziele und der steigenden CO2e-Preise werden fossile Brennstoffe unweigerlich unwirtschaftlich. Die Financial Times hat sogar errechnet, dass 92 % der im Bau befindlichen neuen Kohlekraftwerke mehr kosten werden als der künftige Cashflow, den sie erzeugen würden.
Hier ist ein Beispiel:
Die Treibhausgasemissionsintensität der Ölförderung liegt heute im weltweiten Durchschnitt bei knapp 100 kg CO2e pro Barrel. Bis 2030 wird der CO2e-Preis in den fortgeschrittenen Volkswirtschaften bei etwa 100 $ pro Tonne CO2e liegen, was die Kosten für die Förderung eines Barrel Öl bei der heutigen Emissionsintensität um weitere 10 $ erhöhen würde.
Dieses Szenario bringt unweigerlich eine Vielzahl von Herausforderungen mit sich - für die fossile Brennstoffindustrie, aber vor allem auch für diejenigen, die in ihr arbeiten. Denn auch wenn wir es wollen, werden die fossilen Brennstoffe nicht von heute auf morgen verschwinden. Tatsächlich wird es Jahre dauern, sich von der Kohle und anderen klimaschädlichen Industrien zu trennen.
Seien wir ehrlich: Es wäre ein wahrgewordener Traum, wenn man das CO2e, das z. B. bei der Verbrennung von Kohle freigesetzt wird, einfach auffangen könnte, bevor es in die Atmosphäre gelangt. Wenn es eine Technologie gäbe, mit der das möglich wäre, könnten wir dann nicht einfach weiter klimaschädliche Gase in die Luft pumpen?
Die kurze Antwort lautet nein.
Eine solche Technologie gibt es derzeit nicht, und - um es ganz offen zu sagen - es sieht auch nicht danach aus, dass es sie in naher Zukunft geben wird. Aber was ist die Technologie der "Kohlenstoffabscheidung" überhaupt?
Kohlenstoffabscheidung:
Bei Technologien zur Kohlenstoffabscheidung (CCUS) wird Kohlendioxid aus der Verbrennung von Brennstoffen oder aus industriellen Prozessen abgeschieden und gespeichert, bevor es in die Atmosphäre gelangt. Das abgeschiedene CO2e wird in eine Flüssigkeit umgewandelt und in den Untergrund gepumpt, wodurch verhindert wird, dass der Kohlenstoff wieder in die Atmosphäre entweicht.
Der IEA zufolge spielt CCUS eine wichtige Rolle bei der Erreichung der Netto-Null-Ziele, da es eine Möglichkeit bietet, die Emissionen aus bestehenden Anlagen zu reduzieren, insbesondere die Emissionen aus einigen der schwierigsten Sektoren, in denen kohlenstoffarme Alternativen nur begrenzt vorhanden sind.
Organisationen von Klimaaktivisten wie Friends of the Earth halten das System der Kohlenstoffabscheidung jedoch für zu teuer, technisch schwierig und zu wenig zeitnah. Derzeit sind weltweit nur 26 CCUS-Anlagen in Betrieb, die nur etwa 0,1 % der jährlichen weltweiten Emissionen aus fossilen Brennstoffen abscheiden - nicht gerade eine bedeutende Menge.
Die Ironie bei den derzeit laufenden Projekten besteht darin, dass 81% des bis heute abgeschiedenen Kohlenstoffs zur Förderung von weiterem Öl aus bestehenden Bohrlöchern verwendet wurde, wodurch fossile Brennstoffe freigesetzt wurden, die ansonsten im Boden hätten verbleiben müssen. Obwohl die Technologie im Netto-Null-Szenario der IEA eine wichtige Rolle spielt, ist klar, dass sich ihre Effizienz und ihr Einsatz erheblich beschleunigen müssten, wenn sie eine bedeutende Rolle spielen soll.
Eine Ressource, die bei unserem Bestreben, den Energiesektor umzugestalten, oft übersehen wird - und dazu noch eine Ressource, die in vielen Teilen der Welt immer knapper wird - ist Wasser.
Während einige Technologien wie Wind- und Solarenergie wenig Wasser benötigen, können andere wie Biokraftstoffe oder Kohlenstoffabscheidung einen erheblichen Wasserbedarf haben. Dies zeigt, dass das Thema Wasser in die Entscheidungsfindung von Regierungen, Ländern - und nachhaltigen Investoren - einbezogen werden muss. Und das sollte am besten geschehen, bevor Milliarden von Euro für teure Technologien zur Kohlenstoffabscheidung ausgegeben werden, nur um dann festzustellen, dass die Wasserressourcen nicht ausreichen, um den neu entstandenen Bedarf zu decken.
Nach Untersuchungen der IEA könnte der Wasserverbrauch des Energiesektors bis 2050 um 50 % ansteigen. Wasserknappheit ist bereits jetzt ein Problem im Bereich der erneuerbaren Energien und wird sich in Zukunft mit der Ausweitung von Projekten für erneuerbare Energien noch verschärfen. Es ist daher ein dringendes Thema, das erörtert werden muss, wenn die Rentabilität von Projekten im Bereich der erneuerbaren Energien auch in Zukunft gewährleistet werden soll.
QUELLE: IEA
Neuere, sauberere Energie ist großartig, daran besteht kein Zweifel. Doch während die reichsten Volkswirtschaften der Welt in eine grünere Zukunft investieren, ist es für uns alle wichtig, dass die ärmeren Länder nicht den Anschluss verlieren.
Der Grund dafür ist folgender:
Auf die Entwicklungs- und Schwellenländer entfallen zwei Drittel der Weltbevölkerung, aber nur ein Fünftel der weltweiten Ausgaben für saubere Energie. Die Ironie dabei ist, dass gleichzeitig rund 80 % der weltweiten CO2e-Emissionen aus Schwellen- und Entwicklungsländern stammen.Ganz einfach, weil sich die weltweite Produktion dort konzentriert, wo die Produktionskosten am niedrigsten sind. (Deshalb ist z. B. Bitcoin derzeit nicht nachhaltig: 65 % der Bitcoins werden in China geschürft, wo der Strom billig und alles andere als umweltfreundlich ist).
Wie ein neuer IEA-Bericht zeigt, müssen die Investitionen in saubere Energie in armen Ländern sogar um das Siebenfache steigen, um bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Ein paar weise Worte darüber, "wie man am besten auf erneuerbare Energien umsteigt", werden den Entwicklungs- und Schwellenländern nicht helfen.
Wenn der Kampf gegen die Klimakrise gewonnen werden soll, müssen die reichsten Länder ihren Beitrag leisten, um den Entwicklungs- und Schwellenländern die notwendigen Mittel zur Verfügung zu stellen. Letzten Endes müssen wir Folgendes bedenken: Emissionen sind überall Emissionen, und Emissionen aus Dhaka oder Jakarta sind genauso wichtig wie die aus Frankreich oder Deutschland.
Wenn dieser Artikel eines sehr deutlich macht, dann dies: Wenn es um die Verringerung der Emissionen im Energiesektor geht, gibt es nicht nur einen Weg.
Von der Finanzierung erneuerbarer Energien in Entwicklungsländern über die Abscheidung und Speicherung von CO2e, bevor es entweicht, bis hin zur Verwirklichung des Potenzials von Wasserstoff - es gibt viele verschiedene Szenarien und Meinungen zur Zukunft der Energie, insbesondere zur Suche nach der "besten Netto-Null-Strategie".
Aber eines ist klar: Wir werden es nicht herausfinden, wenn wir es nicht versuchen! Die Umstellung auf einen saubereren Energiesektor mag zunächst kostspielig erscheinen, aber auf lange Sicht werden die Kosten eines zu langen Zögerns viel höher sein.
In einer gemeinsamen Anstrengung müssen Regierungen, Länder, etablierte Industrieakteure und Investoren ihr Geld einsetzen, um Investitionen in kohlenstoffarme Technologien wie Kohlenstoffabscheidung, Wasserstoff und Offshore-Wind anzukurbeln. Es müssen Mittel für die Erhöhung der Forschungs- und Entwicklungsausgaben in relevanten Bereichen bereitgestellt werden, die eine verbesserte Technologie erfordern (z. B. Batterietechnologie und CCUS).
Bei all dem sollten wir aber eines nicht vergessen: Die vorgeschlagenen Herausforderungen müssen fair und inklusiv sein und niemanden zurücklassen. Das bedeutet letztlich, dass die Entwicklungsländer die erforderlichen Mittel und Hilfen erhalten müssen, um die Ziele für die Reduzierung der energiebezogenen Emissionen erreichen zu können. Letztendlich ist niemandem geholfen, wenn die westliche Welt vollständig kohlenstoffneutral ist, während die Entwicklungsländer mangels alternativer Energiequellen weiter auf Kohle setzen.
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