Energiewende

Welthandel mit klimaneutraler Energie – eine globale Win-win-Situation

Deutschland soll bis 2045 klimaneutral werden – aber wie?

Welthandel mit klimaneutraler Energie – eine globale Win-win-Situation

Weltweit gibt es viele Orte, an denen Windkraft- und Photovoltaikanlagen deutlich effektiver und im größeren Maßstab betrieben werden können als im dicht besiedelten Europa mit seinem zum Teil sehr wechselhaften Wetter. Foto: ©zhu difeng – stock.adobe.com

Noch immer müssen etwa 70 Prozent unserer Energie importiert werden, und der Großteil dieser Importe entfällt heute noch auf fossile Energieträger wie Mineralöl, Erdgas und Steinkohle. Ein zukunftsweisender Lösungsansatz ist der Import von erneuerbarem Strom in Form von grünen Molekülen, beispielsweise als synthetischer Kraftstoff. Denn für die Ökostromerzeugung sind viele Regionen der Welt deutlich besser geeignet als Deutschland. Hinter dem Gedanken steckt enormes Potenzial, um die Energiewende global anzugehen.

 

Wie kann Deutschland seine ehrgeizigen klimapolitischen Ziele erreichen? Vieles deutet darauf hin, dass einheimischer Ökostrom nicht die alleinige Lösung für alle Aufgaben der nächsten Jahre sein kann. Auch wenn der Ausbau von Wind- und Solaranlagen stark forciert wird: Die Möglichkeiten sind hierzulande allein schon aufgrund der knappen Flächen begrenzt. Und die Energiegewinnung ist abhängig vom Wetter: Der Wind weht unregelmäßig, die Sonne scheint auch nur gelegentlich.

Kaum zehn Prozent betrug 2019 der Anteil erneuerbar erzeugten Stroms am gesamten Endenergieverbrauch. Das Ziel, Deutschland mit eigener Ökostromerzeugung energieautark zu versorgen, erscheint also eher unrealistisch. Wir werden auch künftig auf den Import von Energie angewiesen sein. 70 Prozent der Energie bezieht Deutschland aus dem Ausland, und diese Energie basiert vorwiegend auf fossilen Rohstoffen. Dazu kommt, dass die erneuerbare Stromerzeugung in Deutschland deutlich teurer bleiben wird als an anderen Standorten in der Welt. Das ist insbesondere für die hiesige Industrie im globalen Wettbewerb ein Standortnachteil.

Immer größerer Bedarf an Ökostrom

Dabei sollen erneuerbare Energien im Jahr 2030 doch insgesamt 65 Prozent des deutschen Bruttostromverbrauchs decken. So sieht es das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) von 2021 vor. Der Ökostromausbau müsste also noch schneller vorangehen als bisher geplant – allein schon aufgrund der steigenden Zahl von Elektrofahrzeugen und Wärmepumpen-Heizungen. Ein weiterer Grund für die steigende Nachfrage ist die Erzeugung von grünem Wasserstoff insbesondere für den industriellen Einsatz, wie sie laut Nationaler Wasserstoffstrategie geplant ist.

Vor diesem Hintergrund erscheint es naheliegend, die Ökostromproduktion gewissermaßen „auszulagern“. Das Ziel: „Erneuerbare Energie wird nicht mehr nur dort produziert, wo sie gebraucht wird, sondern wo natürliche Ressourcen wie Wind und Sonne in großen Mengen vorhanden sind“, sagt Carsten Rolle, Geschäftsführer des Weltenergierats Deutschland. In wind- und sonnenreichen Gegenden der Erde, etwa in Nordafrika oder Südamerika, kann mit Ökostrom und dem Verfahren der Elektrolyse grüner Wasserstoff erzeugt werden. Man bezeichnet die dabei entstehenden Energieträger als als Power-to-X-(PtX-) Produkte. Es handelt sich um grünen Wasserstoff und seine Folgeprodukte, zum Beispiel Methanol oder aus Wasserstoff und CO2 hergestelltes synthetisches Rohöl. Diese synthetischen Fuels lassen sich einfacher speichern und transportieren als der Strom selbst.

Eine langfristige politische Strategie

Welche Regionen eignen sich für die Gewinnung erneuerbarer Energien, insbesondere aus Wind- und Solarenergie sowie Wasserkraft besser als Deutschland? Eine im Auftrag des Weltenergierats Deutschland veröffentlichte Studie von Frontier Economics nennt Länder auf allen Kontinenten, von Norwegen über Marokko bis zu Chile und Australien. Natürlich unterscheiden sie sich stark, schon aufgrund ihrer klimatischen und geographischen Gegebenheiten – Norwegen etwa hat als „Frontrunner“ die technologische Umsetzung bereits vollzogen, Chile verfügt als „Hidden Champion“ über die passenden wirtschaftlichen und regulatorischen Rahmenbedingungen, um Power-to-X-Projekte schnell zu entwickeln. Aber nirgendwo geht es von heute auf morgen. „Power-to-X wird nicht plötzlich da sein, seine Entwicklung braucht eine langfristige politische Strategie und eine schrittweise Skalierung“, analysiert Carsten Rolle vom Weltenergierat Deutschland.

Wie groß die Potenziale für Power-to-X sind, zeigt der erste globale PtX-Atlas, den das Fraunhofer Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE im Sommer 2021 vorgelegt hat. Um zu ermitteln, wie geeignet die jeweilige Region für die Power-to-X-Produktion ist, gingen die Forscher nach verschiedenen Kriterien vor. So wurden beispielsweise die Flächenverfügbarkeit für Windkraft- und Photovoltaikanlagen sowie die Klima- bzw. Wetterbedingungen analysiert. Auch Faktoren wie die lokale Wasserverfügbarkeit, Naturschutz, Investitionssicherheit und politische Stabilität oder Transportkosten fanden Berücksichtigung.

Riesiges Potenzial an grünem Wasserstoff

Das Fraunhofer Institut kommt in seiner Untersuchung zu dem Ergebnis, dass sich außerhalb Europas mit Windkraft und Photovoltaik (PV)langfristig insgesamt etwa 109.000 Terawattstunden grüner Wasserstoff beziehungsweise 87.000 Terawattstunden synthetische Kraft- und Brennstoffe (Power to Liquid, kurz PtL) pro Jahr herstellen ließen. Dieses Gesamtpotenzial könne realistischerweise jedoch nur zum Teil erschlossen werden – unter anderem, weil es in einigen vielversprechenden Gebieten an der notwendigen Investitionssicherheit oder der passenden Infrastruktur mangelt. Dennoch kommen die Forscher auf ein Potenzial von 69.100 Terawattstunden grünstrombasiertem Wasserstoff – beziehungsweise 57.000 Terawattstunden regenerativer PtL-Produkte jährlich. Zur Einordnung: Für die globale Luftfahrt würden 2050 insgesamt mindestens 6.700 Terawattstunden, für den weltweiten Schiffsverkehr 4.500 Terawattstunden PtL benötigt.

Vom internationalen Handel mit grünem Wasserstoff und seinen Folgeprodukten könnte die deutsche Wirtschaft als Maschinen- und Anlagenexporteur stark profitieren. Auch für die Erzeugerländer, gerade Entwicklungs- und Schwellenländer, würden sich durch den Handel mit klimaneutralen Kraftstoffen interessante Perspektiven ergeben. Grafik: en2x

Die Zahlen sind beeindruckend: Rechnet man die zur Verfügung stehenden Mengen nach dem heutigen Anteil an der Weltbevölkerung auf Deutschland herunter, so ständen demnach 770 Terawattstunden Wasserstoff beziehungsweise 640 Terawattstunden PtL jährlich für die Energieversorgung in Deutschland zur Verfügung. Das würde laut Fraunhofer genügen, um den verbleibenden Brenn- und Kraftstoffbedarf zu decken. Vorausgesetzt, Energieeffizienz und direkte Stromnutzung haben absoluten Vorrang. Um das zu realisieren, muss darüber hinaus der erforderliche schnelle Ausbau der nationalen Wind- und Solarstromerzeugung gelingen.

Chancen für Entwicklungsländer

Ist das alles nun reine Zukunftsmusik? Keineswegs. In Chile beispielsweise läuft gerade ein spannendes Power-to-X-Projekt: Porsche und Siemens Energy bauen in Zusammenarbeit mit Exxon Mobil eine Anlage, die synthetischen Kraftstoff herstellt. Das funktioniert mit durch Windkraft erzeugtem Ökostrom und aus der Luft gefiltertem CO2. Bis 2026 soll die Produktion auf 550 Millionen Liter pro Jahr steigen.

Vom internationalen Handel mit grünem Wasserstoff und seinen Folgeprodukten könnte die deutsche Wirtschaft stark profitieren. Nach einer Analyse von Frontier Economics könnten die einheimischen Unternehmen die Rolle eines Technologie-, Maschinen- und Anlagenexporteurs übernehmen. Die Folge wären Wertschöpfungseffekte von mehr als 36 Milliarden Euro und 470.000 mögliche neue Arbeitsplätze.

Doch nicht nur die Industriestaaten würden von dem Modell profitieren. Auch für die Erzeugerländer der klimaneutralen Kraftstoffe ergeben sich interessante Perspektiven. Gerade Entwicklungs- und Schwellenländern würden sich durch den Aufbau neuer Industrien viele Chancen bieten, heißt es in der Frontier-Economics-Studie.

Die Fraunhofer-Forscher mahnen allerdings an: Für alle betrachteten PtX-Erzeugungsländer gelte, dass die maximal mögliche Ausbaudynamik der erneuerbaren Energien der wesentliche limitierende Faktor sei. Dabei sei auch zu beachten, dass die Nutzung des Wind- oder Solarstroms für PtX oftmals in Konkurrenz zur Dekarbonisierung der Stromerzeugung vor Ort stehe. Denn mit dem vorzeitigen Abschalten von Kohlekraftwerken in den betreffenden Ländern lassen sich die CO2-Emissionen deutlich stärker reduzieren als mit der Produktion von PtX-Energieträgern und der anschließenden Substitution fossiler Energien.

Nicht zuletzt könnten Entwicklung und Export erneuerbarer Kraftstoffe aber auch Ländern, die bis jetzt noch fossile Energieträger exportieren, eine Alternative für eine zukunftsfähige Wirtschaft bieten. Das sind zum Beispiel Australien oder Russland.

Um diese Visionen Wirklichkeit werden zu lassen, braucht es allerdings mehr als Pilotprojekte. Erst ein Markthochlauf würde eine ausreichende Nachfrage nach klimaneutralen Kraftstoffen auslösen. Klar ist: Die Entwicklung eines Power-to-X-Marktes würde eine globale Win-win-Situation schaffen.

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