Energiequellen im Vergleich

1979 schaltete NASA auf einem Berg in North Carolina die Mod-1 an, eine Zweiblatt-Windkraftanlage mit einem Rotordurchmesser von 61 Metern. Sie war eine der größten Windkraftanlagen ihrer Zeit und einer der ersten Versuche, die Windenergie ernsthaft in das Stromnetz einzubinden. Vier Jahrzehnte später sind Wind und Sonne die am schnellsten wachsenden Stromquellen der Welt. Um zu verstehen, warum und was sie immer noch nicht können, hilft es, jede Quelle unter den gleichen Bedingungen zu vergleichen.

Das ganze Leben, nicht nur der Schornstein

Die Emissionen eines Kraftwerks hören nicht am Schornstein auf. Stahl und Beton müssen hergestellt, Brennstoff abgebaut und transportiert werden, und schließlich muss alles demontiert werden. Lebenszyklusanalysen addieren all dies pro Kilowattstunde. Die Überprüfung von Hunderten solcher Studien durch den IPCC liefert eine klare Rangliste: Kohle emittiert rund 820 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde, Gas etwa 490, während Wind-, Kern- und Wasserkraft rund 10 bis 25 und Solar um 40 bis 50 sind.

Die Sicherheit erzählt eine ähnliche Geschichte. Wenn man die Todesfälle durch Unfälle und Luftverschmutzung pro Stromeinheit zählt, sind Kohle und Öl mit Abstand die gefährlichsten Quellen, weil ihre Verbrennung die Luft mit Partikeln füllt. Wind-, Kern- und Solarenergie sind hundertmal sicherer.

Worin jede Quelle gut ist

• Kohle und Gas können bei Bedarf eingeschaltet werden, tragen aber die höchsten Emissionen und Verschmutzung. Gas emittiert bei der Verbrennung etwa halb so viel CO2 wie Kohle, obwohl Methanlecks die Lücke verringern.
• Nuklear Die Anlage läuft stabil mit sehr geringen Emissionen und einer winzigen Fläche; es ist teuer und langsam zu bauen, und der Abfall muss für eine sehr lange Zeit verwaltet werden.
• Wasserkraft Die Landwirtschaft ist flexibel und kohlenstoffarm, aber Staudämme verändern Flüsse und Flusstäler.
• Wind gehört zu den günstigsten neuen Stromquellen; sie variiert mit dem Wetter und benötigt Platz, Netze und zunehmend Speicher.
• Solar Es ist billig, modular und passt auf Dächer von einem Dorf bis zu einem Wolkenkratzer; es produziert nichts in der Nacht und weniger im Winter.

Es gibt keine perfekte Quelle. Es gibt nur bessere und schlechtere Mischungen, und die Wahl der Mischung liegt bei uns.

Das fehlende Stück: Flexibilität

Die Herausforderung eines sauberen Stromsystems besteht nicht darin, im Durchschnitt genügend Energie zu erzeugen, sondern jede Sekunde Angebot und Nachfrage aufeinander abzustimmen. Batterien, gepumpte Wasserkraft, stärkere Stromnetze, die Energie über Regionen hinweg teilen, eine Nachfrage, die der Sonne und dem Wind folgt, und solide kohlenstoffarme Quellen füllen diese Lücke. Deshalb forschen wir auch an modularer Generation, die dort sitzen kann, wo Strom verbraucht wird, wie beispielsweise der Fan Wall.

Wie Sie helfen können

• Wechseln Sie Ihre Versorgung auf einen erneuerbaren Tarif oder ein gemeinschaftliches Energiesystem, wenn eines verfügbar ist.
• Use power when it is clean. Run washing machines and charge vehicles when wind and solar are plentiful; many grids publish real-time carbon intensity.
• Setzen Sie Paneele auf Dächer. Häuser, Schulen, Supermärkte und Parkplätze sind fertige Solaranlagen; fragen Sie Ihre Gemeinde und Ihren Arbeitgeber.
• Speichern Sie, bevor Sie erzeugen. Isolierung und effiziente Geräte senken Rechnungen und Emissionen gleichzeitig.
• Fragen Sie nach den Zahlen. Fragen Sie Ihren Stromanbieter und Ihre Regierung nach den Lebenszyklus-Emissionen des Stroms, den Sie kaufen.
• Schließen Sie sich der Forschung an im Contribution Board.

Quellen und weiteres Lesen

• IPCC (2014), AR5 Arbeitsgruppe III, Anhang III: Technologiespezifische Kosten- und Leistungsparameter
• Unsere Welt in Daten (2020), Was sind die sichersten und saubersten Energiequellen?
• NASA Glenn Research Center, Geschichte der Windenergieforschung
• IEA, Erneuerbare Energie