„Der Himmel ist das Maß“

Solar und Wind können Weltenergiebedarf weit mehr als 100mal decken

Erneuerbare Energien könnten die Welt bis 2050 vollständig mit Energie versorgen und alle fossilen Brennstoffe ersetzen – umso mehr, als die Preise schrumpfen. Enorme Kostensenkungen bei Solar- und Windenergie in den letzten Jahren haben eine Energiereserve erschlossen, die weit mehr als 100mal den Weltbedarf decken kann – und die Erneuerbaren sind im Vergleich zu fossilen Brennstoffen bereits wirtschaftlich, so ein am 23.04.2021 veröffentlichter Bericht der Denkfabrik Carbon Tracker unter dem Titel The Sky’s the Limit samt Medeinmitteilung vom gleichen Tag.

PV und Wind bei Bitterfeld – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify

Solar- und Windenergie sind im Gegensatz zu Kohle, Öl und Gas unerschöpfliche Energiequellen und werden angesichts derzeitiger Wachstumsraten fossile Brennstoffe bis Mitte der 2030er Jahre aus dem Stromsektor verdrängen. Bis 2050 könnten sie die Welt ausreichend und bezahlbar mit Strom versorgen, fossile Brennstoffe vollständig verdrängen und billige, saubere Energie produzieren, um neue Technologien wie Elektrofahrzeuge und grünen Wasserstoff zu unterstützen.

Kingsmill Bond, Energiestratege von Carbon Tracker und Hauptautor des Berichts: „Wir treten in eine neue Epoche ein, vergleichbar mit der industriellen Revolution. Energie wird im Preis sinken und für Millionen von Menschen verfügbar werden, insbesondere in Ländern mit niedrigem Einkommen. Die Geopolitik wird sich verändern, weil die Nationen Kohle, Öl und Gas nicht mehr teuer importieren müssen. Saubere erneuerbare Energien werden die Klimakatastrophe aufhalten und den Planeten von tödlicher Verschmutzung befreien.“

Co-Autor Harry Benham, Vorsitzender des Thinktanks Ember-Climate, sagte: „Die Welt muss nicht die gesamten erneuerbaren Ressourcen ausschöpfen – nur 1% reicht aus, um den gesamten Verbrauch fossiler Brennstoffe zu ersetzen. Jedes Jahr heizen wir die Klimakrise an, indem wir drei Millionen Jahre fossilen Sonnenscheins in Kohle, Öl und Gas verbrennen, während wir nur 0,01% der täglichen Sonneneinstrahlung nutzen.“

2019 verbrauchte die Welt 65 Petawattstunden (PWh = 1 Mio. GWh) Energie¹. Mit der aktuellen Technologie hat die Welt jedoch das Potenzial, jährlich mehr als 5.800 PWh allein aus Photovoltaik zu gewinnen² – so viel Strom, wie durch die Verbrennung aller bekannten fossilen Brennstoffreserven in einem einzigen Jahr erzeugt werden könnte. Zusätzlich könnten durch Onshore- und Offshore-Windkraft fast 900 PWh pro Jahr gewonnen werden³.

The Sky’s the Limit stellt fest, dass etwa 60 % der weltweiten Solarressourcen und 15 % der Windressourcen im Vergleich zur lokalen Erzeugung aus fossilen Brennstoffen bereits wirtschaftlich sind. Bis 2030 werden wahrscheinlich die gesamte Solarenergie und über die Hälfte der Windenergie wirtschaftlich sein.

Der Bau von genügend Sonnenkollektoren, um den globalen Energiebedarf zu decken, würde nur 0,3 % der Landfläche beanspruchen, weniger als die Fläche, die von fossilen Brennstoffen eingenommen wird. Das größte Ölfeld der Welt, Ghawar in Saudi-Arabien, das 8.400 Quadratkilometer einnimmt, produziert das Äquivalent von 0,9 PWh pro Jahr. Der Bau von Solarmodulen auf der gleichen Fläche würde im globalen Durchschnitt 1,2 PWh pro Jahr erzeugen und 1,6 PWh in Saudi-Arabien, das überdurchschnittlich sonnig ist.

Die Studie stellt fest, dass die Chancen in den Schwellenländern am größten sind, die das höchste Solar- und Windpotenzial im Verhältnis zu ihrer Binnennachfrage haben. Viele von ihnen sind noch dabei, ihre Energiesysteme auszubauen, und billige erneuerbare Energien bieten einen Weg, mehr Menschen mit Strom zu versorgen und neue Industrien, Arbeitsplätze und Wohlstand zu schaffen. Afrika verfügt über ein gewaltiges Potenzial von 39 % des weltweiten Potenzials und könnte eine Supermacht der erneuerbaren Energien werden.

Das wirtschaftliche Potenzial der Solarenergie wurde durch einen enormen Kostenrückgang freigesetzt, die seit 2010 jedes Jahr um durchschnittlich 18 % gesunken sind. Mit einem durchschnittlichen jährlichen Zuwachs von 39 % in den vergangenen zehn Jahren wächst sie schneller als jede andere Energietechnologie – und verdoppelt damit fast alle zwei Jahre ihre Kapazität. Die Windkraft befindet sich auf einem ähnlichen Weg: In den letzten zehn Jahren sind die Preise um durchschnittlich 9 % pro Jahr gefallen, während die Kapazität um 17 % pro Jahr gestiegen ist⁴. Dies führt zu Effizienzsteigerungen und Fortschritten, wie z. B. bessere Module und höhere Turbinen, die die Kosten weiter senken.

Die Finanzmärkte erkennen die Chance: Im Jahr 2020 haben Unternehmen aus dem Bereich der sauberen Energien zum ersten Mal mehr Geld durch Börsengänge eingenommen als Unternehmen aus dem Bereich der fossilen Brennstoffe⁵.

The Sky’s the Limit sagt, dass das Haupthindernis für einen Wandel jetzt die Politik ist, aber das Wachstum wird sich wahrscheinlich fortsetzen, da mehr Länder das Potenzial der erneuerbaren Energien erkennen, und die Chance ist riesig: 2019 erzeugte die Solarenergie weltweit nur 0,7 PWh und die Windkraft 1,4 PWh.

Die Studie identifiziert drei Haupttreiber für den Wandel

Wirtschaft – Die Geschichte zeigt, dass billige lokale Energiequellen schnell erschlossen werden – das schnelle Wachstum der US-Schieferindustrie in den 2010er Jahren ist nur ein Beispiel.
Klimawandel – Als Reaktion auf den Klimanotstand und die Besorgnis der Öffentlichkeit über die Umweltverschmutzung handeln die Länder, um ihren Verbrauch an fossilen Brennstoffen zu reduzieren.
Energieunabhängigkeit – 80 % der Menschen leben in Ländern, die fossile Brennstoffe importieren. Erneuerbare Energien bieten daher die Chance, Kosten zu senken, lokale Arbeitsplätze zu schaffen und die Energieabhängigkeit zu verringern.

Das Ausmaß und die sinkenden Kosten dieser riesigen, billigen Energieressourcen werden wahrscheinlich zu einem weiteren exponentiellen Wachstum des Einsatzes von Solar- und Windenergie führen. Der Bericht kommt zu dem Schluss, dass bei einer Wachstumsrate von 15 % Solar- und Windenergie bis Mitte der 2030er Jahre die gesamte globale Elektrizität erzeugen und bis 2050 die gesamte Energieversorgung sicherstellen würden, da sinkende Kosten und technologische Fortschritte die Herausforderungen bei der Energieversorgung von Sektoren wie der Stahl- und Zementproduktion überwinden.

Der Bericht ist der erste, der vier Hauptgruppen von Ländern identifiziert, basierend auf ihrem Potenzial, Solar- und Windressourcen im Verhältnis zu ihrem Inlandsverbrauch zu nutzen:

Überreichlich, mit einem Potenzial, das mindestens 1.000 Mal größer ist als die Nachfrage – hauptsächlich Länder mit niedrigem Einkommen und geringem Energieverbrauch in Afrika südlich der Sahara. Erneuerbare Energien bieten Entwicklungsperspektiven, die durch billige Energie angetrieben werden.
Reichlich vorhanden, mit einem Potenzial, das mindestens 100-mal größer ist als die Nachfrage – Länder wie Australien, Chile und Marokko mit gut entwickelter Infrastruktur und Regierungsführung. Sie können danach streben, den Rest der Welt mit erneuerbarer Energie zu versorgen.
Vollständig, mit einem Potenzial, das mindestens 10-mal größer ist als die Nachfrage – Länder wie China, Indien und die USA, die über ein ausreichendes Potenzial an erneuerbaren Energien verfügen, um ihren heimischen Bedarf zu decken.
Gestreckt, mit einem Potenzial, das weniger als das Zehnfache der Nachfrage beträgt – Länder wie Japan, Korea und ein Großteil Europas stehen vor schwierigen politischen Entscheidungen, wie sie ihre erneuerbaren Ressourcen am effektivsten nutzen können.

Deutschland ist Vorreiter in Sachen Solar- und Windenergie, was Bedenken hinsichtlich der Kosten der Energiewende und des Flächenverbrauchs hervorruft, aber laut dem Bericht ist es ein Sonderfall. Es ist das drittgrößte Land der Welt mit einem geringen Nachfragepotenzial für erneuerbare Energien, und es hat diese zu einer Zeit subventioniert, als sie noch viel teurer waren. „Die Probleme, mit denen Deutschland konfrontiert ist, sind daher höchst ungewöhnlich, und wenn es sie lösen kann, dann kann das auch jeder andere“, heißt es in dem Bericht.

Länder wie Großbritannien und Korea, in denen die Verfügbarkeit von Land stark eingeschränkt ist, werden wahrscheinlich ihre Offshore-Windressourcen stärker nutzen, anstatt die Solarenergie zu fördern.

Der Bericht verwendet LCOE-Daten von BNEF, um die Wirtschaftlichkeit der aktuellen Solarproduktion zu berechnen, indem der mittlere Preis jedes Landes genommen und mit dem billigsten fossilen Brennstoff verglichen wird. Da erwartet wird, dass die Kosten weiterhin mit ähnlichen Raten fallen werden, wird die gesamte Landmasse, auf der Solarenergie platziert werden kann, bis zum Ende des Jahrzehnts wahrscheinlich ein wirtschaftliches Potenzial haben.

Anmerkungen:

¹Der weltweite Energieverbrauch betrug 2019 laut BP 584 Exajoule, was 162 Petawattstunden (PWh) Primärenergie oder 65 PWh elektrischer Energie entspricht, wenn man die thermodynamischen Verluste berücksichtigt. Ein Petawatt entspricht 1.000 Terawatt.
² Das Solarenergie-Beratungsunternehmen Solargis hat errechnet, dass ohne Beeinträchtigung von Städten, Anbauflächen, Wäldern oder Naturschutzgebieten und unter Berücksichtigung der durchschnittlichen Erzeugung in den sonnenärmsten Monaten mit heutiger Technologie mindestens 5.800 PWh pro Jahr gewonnen werden können: „Global photovoltaic power potential by country“, Solargis for the World Bank, 2020.
³ Ein verbessertes globales Windressourcenmodell, NREL, 2016.
⁴ Wind- und Solarkosten aus LCOE-Berechnungen von BNEF. Erzeugungszahlen aus BP Statistical Review 2020.
⁵ A Tale of Two Share Issues: „How fossil fuel equity offerings are losing investors millions“, Carbon Tracker, März 2021.
⁶ Für eine detailliertere Analyse von Wachstumsraten und Lernkurven siehe eine aktuelle Arbeit der Smith School in Oxford: „A new perspective on decarbonising the energy system“.

->Quellen: