von Niels-Arne Münch
Weil Flächen fehlen, werden “100 % Erneuerbare” kaum in der Lage sein, den enormen Energiehunger von Zukunftstechnologien wie KI zu bedienen: Weil auf diesem Pfad Energie dauerhaft zum knappen Gut wird, wird die deutsche Energiewende zu einem enorm komplexen Projekt voller Konflikte und Showstopper, verlorene Wachstumschancen sind der Preis dieser Energiewende, die in keiner Kostenberechnung auftauchen. Dabei führte ein von verfügbaren Flächen abhängige Energieversorgung schon in der Vergangenheit stets zu Stagnation und Armut. Dabei wäre auch ein anderer Weg möglich.
Schon länger wollte ich einige Gedanken zum Thema Energie zu Papier bringen, schob das Projekt aber immer wieder auf. Dass ich diesen Text nun endlich schreibe, geht auf zwei Ereignisse zurück: Der Start unserer Spendenkampagne zur Finanzierung einer Studie zur zukünftigen Energieversorgung Deutschlands unter Einbeziehung der Kernkraft ([1] oder einen der Spendenbutton klicken) und die angekündigte Wiederinbetriebnahme des Kernreaktors “Three-Mile-Island“.
In unserem Team hinter der Studie haben wir viel und immer wieder diskutiert, welche Kostenannahmen für Energietechnologien – Erneuerbare, Speicher, Trassen, Kernkraftwerke, usw. – wir für realistisch halten, bzw. welche Annahmen den gängigen großen Modellen zugrunde liegen. Das ist auch unvermeidlich, denn Studien und Modelle haben ja den Zweck, kostenoptimale Transformationspfade zu identifizieren – und das geht nun einmal nur, wenn man sich eine Vorstellung davon macht, was eine bestimmte Technologie – etwa ein Kilometer HGÜ Trasse – heute, in zehn Jahren oder in zwanzig kosten wird. Leider gilt der alte Satz: „Prognosen sind schwierig, insbesondere wenn sie die Zukunft betreffen.“ Kosten zu prognostizieren, nicht für morgen, sondern über Jahrzehnte, ist ein unglaublich komplexes Geschäft, denn sie hängen von so vielen Faktoren ab: Von Steuern, von Zinsen, von Lernkurven und damit Bauzeiten, von Bürokratie, von Lieferketten bis zur Verfügbarkeit von Rohstoffen, was wiederum von der Stabilität internationaler Beziehungen abhängt: von Zöllen, von Krieg und Frieden.
Wegen der Unsicherheiten, mit denen langfristige Prognosen (geldwerter) Kosten verbunden sind, fand ich es stets spannender, mich mit den handfesteren, stofflichen Eigenschaften künftiger Energiesystem zu beschäftigen. Über die lassen sich nämlich deutlich verlässlichere Aussagen treffen. Anschließend lässt sich fragen: Welche Folgen haben diese unterschiedlichen Eigenschaften von Energiesystemen für unsere Gesellschaften? Vergessen wir also für einen Moment alle Kosten und Preise.
Stattdessen versetzen wir uns in das Jahr 2045 (oder wann auch immer die Klimaneutralität erreicht ist). Die Energiewende wurde gemäß den grünen Träumen umgesetzt: In der deutschen Nord- und Ostsee stehen Windräder mit einer Gesamtleistung von 70 GW; zu Land sind es 160 GW, verteilt auf die vorgesehenen 2 Prozent der Landesfläche; 400 GW Solaranlagen kommen hinzu.[2] Zum Ausgleich schwankender Produktion hat sich die Kapazität der Elektrolyseure (aktuell 150 MW[3]) ver-400-facht: Nun stehen 60 GW bereit, hinzu kommen Kavernenspeicher und rund 80 GW wasserstofffähige Gaskraftwerke. Darüber hinaus hat eine einzigartige Effizienzoffensive dafür gesorgt, dass die Zahlen aufgehen und wir nicht zu viel Strom verbrauchen – allem voran wurde unser gesamter Gebäudestand energetisch ertüchtigt.
Alles super also? Nein, absolut nicht: Stellen Sie sich vor, in dieser Welt taucht ein junger, dynamischer Unternehmer (oder gar eine Unternehmerin!) mit einer großartigen Idee auf – ein neues Produkt, von dem wir alle sofort wissen: Das wollen wir haben! Vielleicht ein Krebsheilmittel. Oder KI, darauf werde ich weiter unten noch ausführlicher eingehen. Für das neue Werk braucht unsere Unternehmerin aber leider viel Energie. Oder stellen Sie sich den umgekehrten Fall vor: Es taucht ein neues Problem auf, vielleicht macht Phosphormangel der Landwirtschaft zu schaffen. Es gibt Ideen, wie das Problem zu lösen wäre, aber es ist wie so oft: Auch dafür bräuchte man mehr Energie. Wo soll diese Energie herkommen? In unserem dank 100-Prozent-Erneuerbare-Energien klimaneutralen Deutschland stehen die Windräder offshore bereits so dicht, dass sie sich gegenseitig den Wind rauben, jeder weitere Ausbau würde das Problem verschlimmern. Onshore müssten noch mehr Flächen ausgewiesen werden – aber Flächen, auf denen noch keine Windturbinen stehen, werden zumeist für anderes gebraucht, sei es Landwirtschaft, Artenschutz oder Naherholung. Solarenergie hat ähnliche Probleme: Die 400 GW sind bereits ein massiver Ausbau, tausende Solarparks bedecken bereits weite Flächen, für jeden weiteren Solarpark müssten weitere Flächen gefunden werden.
Vergleichen Sie diese Situation mit jenen Verhältnissen, die uns im Laufe der vergangenen zwei Jahrhunderte so immensen Wohlstand bescherten: Wer auch immer eine gute Idee hatte, ein überzeugendes Geschäftskonzept, brauchte sich über die benötigte Energie keine Sorgen zu machen: Für die Betreiber von Kohlegruben- oder Kraftwerken war die Sache einfach: »Da ist jemand, der braucht mehr von unserem Produkt? Und hat sogar eine gute Idee, wie er dafür bezahlen will? – Toll, auf geht’s!« In der öffentlichen Diskussion um Wohlstand und Wachstum wird auch von liberaler Seite oft vergessen: Wachstum ist nicht (nur) das Ergebnis wundersam wirkender Märkte, sondern hat stets stoffliche, an Technologien geknüpfte Voraussetzungen. Und jene Energieschöpfung, die unsere modernen Industriegesellschaften ermöglichte, ist durch historisch einzigartige Flexibilität gekennzeichnet: Seit der Erschließung fossiler Brennstoffe war die Ausweitung des Energieangebots höchstens ein temporäres, aber nie ein grundsätzliches Problem. Genau das wird sich mit den Erneuerbaren zum Schlechteren ändern.
»Kein Holz, kein Königreich«
Historisch war diese »fossile Konstellation« die seltene Ausnahme von der Regel. Seit es Menschen gibt, war fast immer die begrenzte Verfügbarkeit frei zugänglicher Energie die entscheidende Wachstumsbremse. Vor dem Erschließen fossiler Kohle lebten die Menschen in der »Holzzeit«: Die Geschichte der frühen Staaten ist voller Zivilisationen, die aufblühten, solange es Holz gab, mit dem sich Brennöfen für Keramik und Schmelzöfen für Metalle betreiben ließen, und die buchstäblich zusammenbrachen, als ihre Wälder erschöpften.[4] Noch Jahrtausende später hatte sich wenig geändert: »Kein Holz, kein Königreich«, warnte angesichts schwindender englischer Wälder und wachsender Holzknappheit Arthur Standish seinen König James I. im Jahr 1611.[5] Über das gesamte folgende Jahrhundert verschärfte sich die Holzknappheit, ein Gesetz zum Holzsparen folgte dem anderen. Konflikte zwischen den Anforderungen der Flotte, die ausgewachsene Bäume für den Schiffbau brauchten, und den Betreibern von Schmelzöfen führten dazu, dass die Versorgung Letzterer mit Brennholz drastisch rationiert wurde, was wiederum massive Verarmung auslöste. Hungersnöte drohten, weil die Bauern gezwungen waren, den Mist als Brennstoff zu nutzen, anstatt als Dünger auf die Felder auszubringen. Wer sich für diese Geschichte in mehr Details interessiert, kann sie in mehreren großartigen Büchern nachlesen.[4,5] Der Grund, warum ich sie hier kurz erzähle, sind die immensen Folgen einer von verfügbaren Flächen abhängigen Energieversorgung: Jedes Mal, wenn die Ausweitung der Energieversorgung trotz Nachfrage scheitert, sind dies verlorene Wachstumschancen. Da Flächen begrenzt und durch konkurrierende Bedarfe und Transportwege weiter eingeschränkt sind, ist das maximal mobilisierbare Energiedargebot ebenfalls begrenzt. Die Folgen dieser Situation sind Stagnation und Armut, sobald die Ausweitung der Energiegewinnung am nötigen Aufwand scheitert.
Immerhin, in England nahm die Geschichte bekanntlich eine dramatische Wende: Rund hundert Jahre nach Standish entdeckte Abraham Darby 1709 ein Verfahren, wie man fossile Kohle zu Koks verarbeiten konnte, mit dem sich Schmelzöfen betreiben und hochwertiges Eisen herstellen ließ. Seine Entdeckung hob die Welt aus den Angeln, und entfesselte einen bis dahin unvorstellbaren Wachstumszyklus: Über rund 150 Jahre hinweg verdoppelte sich die jährliche englische Eisenproduktion alle X-Jahre – ähnlich dem “Mooreschen Gesetz”, mit dem heutzutage die regelmäßige Verdopplung der Transistoren in unseren PCs beschrieben wird. Rund 17.000 Tonnen Roheisen produzierte England um 1740, in den 1780ern waren es schon 70.000, über 2 Millionen Tonnen um 1840. 1852 produzierte England beinahe 3 Millionen Tonnen Eisen, mehr als der gesamte Rest der Welt zusammen, 1870 waren es 4 Millionen, Tendenz weiter steigend [6]: Praktisch alles, was wir heute an Wohlstand genießen, für selbstverständlich halten, nahm seinen Anfang, als es Darby gelang, die Energie für den wichtigsten Industrieprozess seiner Zeit vom Flächenbedarf zu entkoppeln.
Mit diesem Wissen zurück in ein mögliches Deutschland der nahen Zukunft, Version 100-Prozent-Erneuerbare Energien: Wenn die Geschichte unseres Wohlstands zu erheblichen Teilen eine Geschichte der Entkopplung unserer Energieversorgung von der Fläche ist, wirkt es da besonders schlau, nun absichtlich in die Fläche zurückzukehren, und zu hoffen, mit unseren neuen Technologien wäre alles anders? Klar können wir heute Energie viel effizienter sammeln, als in der »Holzzeit« – wir verbrauchen aber auch viel mehr. Der Blick in die Modelle verrät, dass schon jetzt klar ist, dass Flächen äußerst knapp sein werden: 70 GW ausgesprochen aufwendige und damit teure Windenergie auf See zu errichten, obwohl Windenergie am Lande viel näher am Verbraucher, unaufwendiger und damit günstiger ist, ergibt nur Sinn, wenn man bereits einkalkuliert, dass zu Lande die Flächen nicht reichen werden. Und warum sollten wir für ein paar eingesparte Terawattstunden Billionen Euro in die energetische Ertüchtigung unserer Häuser steckten, anstatt unsere Häuser einfach mit sauberer Energie zu heizen – es sei denn, wir wissen bereits, dass saubere Energie ein sehr knappes Gut sein wird? [7,8] Die immensen Kosten belasten Eigentümer, treiben die Mieten in die Höhe. Folgen sind wachsende soziale Konflikte, wachsende Politikverdrossenheit und ein verbreiteter Eindruck, Klimapolitik sei für den eigenen Wohlstand letztlich gefährlicher als der Klimawandel. Die Sanierungsquote, die für die Klimaziele eigentlich auf zwei Prozent steigen sollte, ist derweil auf 0,7 Prozent gesunken – was wiederum viel über den Realismus der Bedarfsprognosen verrät.
Es knirscht im Gebälk der Energiewende
Weil es an Flächen für saubere Energie mangelt, »knirscht« die Energiewende schon heute an allen Ecken und Enden. Wer genauer in die Modelle hineinschaut, sieht überall, wie sehr sie darauf getrimmt sind, noch das letzte bisschen Energie aus der Fläche herauszukitzeln: Die 70 GW Wind auf See stehen so eng, dass sich die Windparks gegenseitig den Wind rauben. Effizient ist das nicht, aber gebraucht werden am Ende Terawattstunden, nicht effiziente Auslastung. Zu Lande ist es nicht besser: Von 2000 auf 2600 sollen die Volllaststunden steigen, zugleich soll, damit die 2 Prozent der Landesfläche reichen, in der tatsächlich genutzten Fläche die installierte Leistung von derzeit rund 20 MW auf 35 MW pro Quadratkilometer steigen: »Die Flächenziele [sind] rein mengenmäßig nur unter sehr optimistischen Annahmen für die Erreichung der Ausbauziele ausreichend«, kommentierte der “Wirtschaftsdienst” hierzu[9]. Zu ergänzen ist: Die Ausbauziele wiederum, so sie denn erreicht werden, reichen nur unter sehr optimistischen Annahme zur Deckung des Strombedarfs – nämlich nur dann, wenn erstens die installierten Kapazitäten tatsächlich so viel Strom produzieren wie geplant, und sich zweitens auch die Nachfrageentwicklung an die Prognosen hält: Dafür müssen sich die erhofften Effizienzsteigerungen tatsächlich einstellen und weder gestiegener Bedarf für KI noch für Negativemissionen oder etwas im Moment noch Unvorhergesehenes darf dazwischenfunken.
Aus dem Problem knapper Flächen und damit fehlender Energie wird so eine Energiewende voller Konflikte und potenzieller Sackgassen. Weil man die in den Computermodellen ermittelten Zahlen und die Realität irgendwie zusammen biegen muss, werden nicht nur extrem optimistische Annahmen aneinandergereiht, sondern auch tief ins Leben der Menschen eingegriffen. Geht es nach den Architekten der Energiewende, sollen wir auf kleineren Flächen wohnen und uns an niedrigere Raumtemperaturen gewöhnen.[10] Wir sollen uns anders bewegen, mit Bus und Bahn, Rad und zu Fuß statt mit dem eigenen PKW, natürlich nicht Fliegen. Wir sollen uns damit abfinden, in einer anderen Landschaft zu leben. Ganz allgemein sollen wir anders konsumieren: Eine »umfassende gesellschaftliche und politische Neuausrichtung« forderte das Akademienprojekt „Energiesysteme der Zukunft“ von Leopoldina, Acatech und UNION in einer Stellungnahme aus dem Jahr 2023. Es ginge um die »gesellschaftliche, soziale und kulturelle Gestaltung der Zukunft«.[10] Ein derart umfassendes Programm vervielfacht zwingend die Zahl betroffener Interessengruppen und Konflikte. All diese Konflikte müssen lokal, regional, bundes- und europaweit mühsam ausverhandelt werden. Die Energiewende wird so zu einem immens komplexen und konfliktreichen Unterfangen. Überall lauern »Showstopper«, hinter jedem Flaschenhals, den wir öffnen, verbirgt sich der nächste. Aber nicht nur die Wende, auch der Zielpunkt, das erhoffte neue Energiesystem, ist viel komplexer als das alte: Ganze Industrien mit ihren Fachkräften und Maschinenparks müssen aus dem Boden gestampft werden, von Elektrolyseuren über spezialisierte Baustoffe bis hin zu einer Recyclingindustrie für die Rotorblätter der Windturbinen: Ab 2045 müssen pro Werktag mindestens sechs Windräder ab- und wieder aufgebaut werden. Bei all dem wird leichtfertig vergessen: Nicht nur Ökosysteme haben Belastungsgrenzen, auch Menschen und ganze Gesellschaften können überfordert werden und zusammenbrechen.
Hast’e mal 5 GW?
Dabei könnte es so viel einfacher sein, wie die Wiederinbetriebnahme von Three Mile Island zeigt. Ermöglicht durch Microsoft, dass Energie für seine Rechenzentren braucht und sich in einem Megadeal für 20 Jahre den gesamten Strom des KKW sicherte. Der in Deutschland bislang zu wenig diskutierte Hintergrund: Mit den rasant steigenden Rechenanforderungen steigen auch die Stromanforderungen: Schon heute geht der Strombedarf ausgedehnter Serverparks in den Gigawattbereich[11]: 2,5 GW sind die Anforderungen des im Moment größten Server-Konglomerats, bis zu 6 GW-Parks sind in Planung.[12,13]
Also noch einmal zu unserem Gedankenspiel weiter oben: Stellen Sie sich vor, wir haben das Land erfolgreich auf 100 Prozent Erneuerbare umgestellt. Und dann kommt einer und fragt: »Haste mal fünf Gigawatt?« Sofort suchen wir hektisch landauf landab nach Flächen für tausende neuer Windräder. Den Strom wollen wir dann mit einem ganzen Netz neuer Trassen am vorgesehenen Standort bündeln. Und während wir uns durch Berge von Gutachten zu Rotmilan, Fledermaus und Kröten kämpfen, Eigentumsrechte prüfen, Bürgermeister und Bürger beruhigen, locken Polen, Frankreich, Schweden, Finnland und jede Menge anderer Staaten: »Hey, komm doch einfach zu uns. Wir bauen dir ‘nen Kernkraftwerk. Oder zwei oder drei.« Wie geht diese Geschichte wohl aus? Joe Dominguez, CEO von Costellation Energy, die hinter dem Three Mile Island-Deal stehen, erklärte vor kurzem in einen Call: »Die Vorstellung, man könne irgendwo im Netz genug Strom für ein Gigawatt-Rechenzentrum zusammentragen, finde ich ehrlich gesagt lächerlich.« [14] Die Wiederinbetriebnahme von Three Mile Island hingegen folgt dem bewährten Wohlstands-Muster der vergangenen 200 Jahre: Wer Energie braucht, baut ein Kraftwerk. Angesichts des immensen Strombedarfs der Rechenzentren ist die direkte Verknüpfung mit Kernkraftwerken die naheliegendste und womöglich einzige realistische Lösung: Ohne Strom kein Rechenzentrum. Und dies ist nur ein Beispiel für eine Zukunftstechnologie, in der sich Deutschland als Standort praktisch unmöglich macht, weil die Energie fehlt. Wohlstandsverluste durch auf diese Weise verpasstes Wachstum werden Sie aber in keiner Kostenanalyse der Energiewende finden.
Nunja: Die optimistisch-niedrigen Prognosen zum künftigen Energieverbrauch könnten sich auf diese Weise natürlich doch noch bewahrheiten Ohne energieintensive Industrien wird der deutsche Verbrauch wohl sinken, und für die nötigen Verzichtsanreize bei der Größe des Wohnraums oder beim Reisen sorgen dann die sich einstellenden Einkommensverluste. Spätesten dann haben sich die flächenabhängigen Erneuerbaren allerdings als das enttarnt, was flächenabhängige Energien historisch immer waren: Nicht Freiheitsenergien, sondern Armutsenergien. Die Frage ist, wie lange eine solche Politik noch Mehrheiten findet.
[1] https://www.weplanet.org/de/deutschlandsenergiezukunft
[2] gemäß Szenario “O45-Strom”, https://langfristszenarien.de/enertile-explorer-wAssets/docs/LFS3_O45_Webinar_Energieangebot.pdf, Folie 16, Stand 2.07.2024
[3] https://www.wasserstoff-kompass.de/elektrolyse-monitor
[4] John Perlin, A Forest Journey. The Story of Trees and Civilization.
[5] Keith Pluymers, No Wood, No Kingdom. Political Ecology in the English Atlantic. https://doi.org/10.9783/9780812299557
[6] The Industrial Revolution and Its Impact on European Society. https://www.auburn.wednet.edu/cms/lib/WA01001938/Centricity/Domain/2217/36692_Spielvogel_9e_AP_Update_Ch20_rev03.pdf
[8] https://www.n-tv.de/politik/Altbau-Sanierung-geht-in-die-Billionen-article23134748.html
[10] https://energiesysteme-zukunft.de/publikationen/stellungnahme/transformationspfade
[11] https://scsp222.substack.com/p/ais-missing-piece-and-the-ai-summit