Metropolen komplett mit Solarstrom versorgen?

Potenziale und Herausforderungen

Deutschland brach im ersten Halbjahr 2018 einen neuen Rekord in der Versorgung mit Erneuerbaren Energien: Insgesamt wurden mehr als 100 Milliarden kWh Strom durch Wasserkraft-, Biomasse-, Wind- und Solaranlagen erzeugt. Dabei ist noch nicht einmal der Anteil privater PV-Anlagen eingerechnet. Das legt (erneut) die Frage nahe, ob denn Städte und Metropolen überhaupt komplett mit Erneuerbaren Energien – vor allem Solarstrom – versorgt werden könnten. Das Portal Peak Ace hat das gemeinsam mit RS Components weltweit untersucht.

Solarversorgung am Beispiel großer Metropolen

Grafiken von RS Components visualisieren jetzt, wie groß die Flächen der PV-Module in 35 der bevölkerungsreichsten Großstädte sowie der größten deutschen Städte weltweit sein müssten, um die jeweiligen Metropolen ausschließlich mit Solarstrom zu versorgen. Dabei fließt die Zahl der lokalen Sonnenstunden, die Bevölkerungszahl und deren durchschnittlicher Verbrauch mit ein. Daraus ergibt sich der Anteil des Stadtgebiets in Prozent, der mit PV-Modulen bestückt werden müsste, um die Stadt vollständig zu versorgen. Zudem wird die Fläche der benötigten PV-Module in Quadratkilometern angezeigt.

Werden die Städte nach ihren benötigten PV-Modul-Flächen in Quadratkilometern geordnet, dann kommen neun deutsche Städte auf die ersten zehn Plätze. Davon würde Freiburg mit nur 4 km² am wenigsten Fläche benötigen, insgesamt nur 2,8 Prozent des gesamten Stadtgebiets. Für Berlin werden bereits 75 km² veranschlagt, was allerdings nur 8,4 Prozent der Gesamtfläche bedeutet. Deutschland hat insgesamt einen eher geringen Stromverbrauch pro Kopf. Eine vollständige Versorgung mit Ökostrom liegt daher durchaus im Bereich des Möglichen.

Werden dagegen andere Metropolen wie Tokio, Seoul, Paris oder New York betrachtet, schneiden diese deutlich schlechter ab. Paris müsste mit 44,2 Prozent Anteil des Stadtgebiets fast die Hälfte seiner Gesamtfläche mit PV-Modulen bedecken. Tokio bräuchte mit einer Fläche von 284 km² die größte Anzahl an PV-Modulen, was jedoch nur 13 Prozent seines Stadtgebiets ausmacht.

Insgesamt zeigt sich, dass zumeist gar nicht besonders viele PV-Module nötig wären, um eine Metropole vollständig mit Solarstrom zu versorgen. Doch selbst zehn Prozent eines Stadtgebiets mit PV-Modulen auszustatten, bringt Herausforderungen mit sich.

Solarversorgung verwirklichen

Denn eine gesamte Stadt mit Solarstrom zu versorgen, könnte zunächst gewagt erscheinen. Denn zum einen werden große Flächen benötigt, zum anderen wird die Stromversorgung dadurch stark witterungsabhängig. Zudem galt Solarstrom jahrelang (zu Unrecht) als kostenintensiv, dabei sinken die Preise schon seit einiger Zeit rapide. Längst ist die Versorgung mit Solarenergie beispielsweise in Ländern wie Dubai, Mexiko oder Indien selbst ohne Subventionen günstiger als fossiler Strom. Auch hierzulande setzen bereits viele Privathaushalte völlig auf Erneuerbare Energien. Das ließe sich problemlos auf ganze Städte und die öffentliche Versorgung ausweiten, indem PV-Module auf den Dächern installiert würden. In Berlin stammen derzeit 25 Prozent der Stromversorgung aus CO₂-freien Quellen, einer Studie aus dem August 2017 zufolge könnten es 60 Prozent werden. Dafür müsste auf einem Drittel aller Dachflächen, die nach Süden ausgerichtet sind, PV-Module installiert und 100 große Gebäude an Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen angeschlossen werden.

Selbst die Sorge um die Wetterabhängigkeit ist zu großen Teilen unbegründet. Denn inzwischen gleichen Energiespeicher, Batterien, der Ausbau von Leitungsnetzen und der überregionale Stromaustausch die Volatilität der Erneuerbaren aus – ebenso die oft genannte Mischung aus Solar- und Windenergie. Denn PV-Anlagen liefern vor allem im Sommer, Windgeneratoren dagegen im Frühling und Herbst Energie. Zu diesem Schluss kommen auch Felix Creutzig (MCC-Berlin) und sein Team in der in Nature Energy publizierten Studie (siehe solarify.eu/unterschaetzte-photovoltaik) der Technischen Universität Berlin. Ihren Schätzungen zufolge könnten bis 2050 30 bis 50 Prozent der Stromerzeugung von PV-Modulen stammen.

RS Components ist nach eigenen Angaben „weltweit führender High Service-Distributor für Produkte aus der Elektronik, Automation und Instandhaltung mit großem Sortiment und hoher Lieferverfügbarkeit und umfangreichen Online-Services“.

->Quellen: