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Für eine ressourcenschonende Nachhaltigkeit bei der Energiewende

Néckel Polfer – 07.04.2024

Neben der CO₂-Bilanz sollte auch die Auswirkung auf begrenzte Ressourcen berücksichtigt werden. Welche Energiequelle letztendlich die nachhaltigste ist, muss sich noch zeigen, meint Gastautor Néckel Polfer.

Europa setzt bei der Energiewende vor allem auf den Ausbau von erneuerbaren Energien, wie Sonne und Wind. Weil diese aber nicht verlässlich sind, bedarf es der Speicherung, was wiederum zu höheren Kosten führt. Aber auch bei der Umweltbilanz schlägt sich diese Ineffizienz zu Buche.

Die Diskussion bei der nachhaltigen Energiewende ist fast ausschließlich auf die potenziellen Klimaauswirkungen des CO₂-Ausstoßes fokussiert. Nachhaltigkeit kann man aber auch holistischer sehen. Was sind die Auswirkungen einer Technologie auf andere limitierte Umweltressourcen, wie Boden, Wasser, Luft und Artenvielfalt? Wie verfügbar sind die Rohstoffe, um diese Technologien im großen Maßstab auszubauen? Welche Energieträger dann langfristig wirklich die nachhaltigsten sind, muss sich noch herausstellen. Vor allem, weil sich diese Technologien immer noch weiterentwickeln.

Der Ressourcenverbrauch der Erneuerbaren

Im Vergleich zu konventionellen Kraftwerken, ist der Flächenverbrauch von Windrädern und Photovoltaik um einiges höher. Die für die Speicherung benötigten Batterien enthalten große Mengen an Rohstoffen, wie Lithium, Kupfer und Kobalt. Die Ausbeutung dieser limitierten Rohstoffe erfordert, dass Unmengen von Erde aufgewühlt werden, was einen Teil der Landschaft zerstört und viel Energie verschlingt.

Darüber hinaus kommt es bei Minen zu einer Verunreinigung des Grundwassers, oft in Regionen der Welt, wo Trinkwasser schon eine sehr begrenzte Ressource ist, wie z. B. in Südamerika. Beim Kobalt stellt sich das soziale Problem der Kinderarbeit, wie vor allem im afrikanischen Kongo. Schließlich kommt eine gewaltige Müllwelle von Windrädern, Photovoltaikschrott und Batterien auf uns zu, weil die Wiederverwertungsstrategien noch unterentwickelt sind. Wenn man den gesamten Ressourcenverbrauch der Erneuerbaren samt Speicherung betrachtet, dann fällt ihre Umweltbilanz wesentlich schlechter aus.

Auch bei Erneuerbaren sollte die Ressourcenschonung betont werden. Die Wiederverwertung der Rohstoffe ist ein Muss; Windräder, Solarmodule und Batterien sollten so konzipiert sein, dass sie möglichst effizient recycelt werden können. Bei diesen Vorgaben ist der Gesetzgeber in der Pflicht. Auch bei der Ausbeutung der Rohstoffe kann die Politik die richtigen Hebel ansetzen, um Verseuchung des Grundwassers und Kinderarbeit zu unterbinden.

Der Wettbewerb der Technologien

Neben den erneuerbaren Energien wie Sonnenenergie, Wind- und Wasserkraft gibt es eine Reihe von anderen CO₂-armen Energiequellen und Technologien.

Beim Carbon Capture and Storage (CCS) wird das CO₂ aus den fossilen Kraftwerken unterirdisch eingelagert. (1) Wie dauerhaft dieses CO₂ gespeichert werden kann, wird zurzeit noch erforscht. Diese Technologie wäre vor allem sinnvoll für Kohlekraftwerke, weil die Verbrennung von Kohle besonders viel CO₂ emittiert. Zudem könnten die bestätigten Reserven von Kohle die Menschheit noch hunderte Jahre mit Energie versorgen.

Ähnlich wie die fossilen Energievorkommen schlummern erhebliche Vorkommen von sogenanntem „weißen“ Wasserstoff in der Tiefe der Erdkruste (3 km). (2) Anders als Kohle und Öl entstammen diese aber nicht aus Fossilien, sondern entstanden durch die Reaktion von Wasser mit Eisenmineralien. Da diese Vorkommen erst kürzlich entdeckt wurden, ist es noch nicht absehbar, wie groß die Reserven sind, und wie leicht sie sich anzapfen lassen.

Geothermische Energie ist normalerweise nur an vulkanaktiven Stellen der Erde vorhanden. Indem man sehr tief (20 km) in die Erdkruste bohrt, könnte man im Prinzip überall auf der Erde geothermische Energie nutzbar machen. Wenn die technischen Herausforderungen der Bohrtechnik gelöst werden, dann wäre die Energieversorgung für Millionen Jahre gewährleistet. (3)

In der Kernkraft setzt die Kernspaltung Energie frei, ohne CO₂ zu produzieren. Der radioaktive Müll aber ist und bleibt das Hauptproblem der konventionellen Atomenergie. Allerdings kann die Erzeugung von Atommüll mit anderen Reaktortypen wie z. B. den Flüssigsalz- oder Flüssigmetallreaktoren erheblich vermindert werden. Diese sind zwar schon seit Jahrzehnten bekannt, werden aber erst kürzlich für eine Kommerzialisierung wieder weiterentwickelt. (4) Die bestätigten Reserven von Uran und Thorium wären ausreichend für hunderte Jahre. Bei Brutreaktoren würden die Reserven für Zehntausende Jahre reichen.

In der Kernfusion werden kleine Atomkerne zusammengeschmolzen, so wie es in der Sonne geschieht. (5) Dabei werden noch größere Energien freigesetzt als in der Kernspaltung. Die radioaktiven Abfälle sind dabei viel geringer. Leider sind die technischen Herausforderungen der Kernfusion aber sehr anspruchsvoll. Insbesondere müssen Materialien entwickelt werden, die der hohen Strahlung standhalten. Deshalb ist es noch nicht voraussagbar, wann die Kernfusion eine kommerzielle Energiequelle sein wird. Wenn es endlich so weit ist, dann wären die Energieprobleme für mehrere Millionen Jahre gelöst, weil die Rohstoffe derart reichlich vorhanden sind.

Fazit

Die nächsten Jahrzehnte werden zeigen, welche Technologien sich durchsetzen. Regierungen können die Forschung fördern und den gesetzlichen Kader setzen; sie sollten aber nicht selbst die Gewinner vorab auswählen. Geduld ist gefragt.