Ein paar energetisch grundsätzliche Gedanken zum Jahresende

DMZ –  POLITIK ¦ Dirk Specht ¦              

KOMMENTAR

 

Zum Jahresende teile ich einige sehr grundsätzliche Gedanken zur Analyse und Planung technologisch dominierter Aufgaben.

 

Seit gut zwei Jahren beschäftige ich mich sehr intensiv mit dem Energiesektor. Die Kernbotschaft meiner Analysen, Vorlesungen und Vorträge lautet, dass ein Erneuerbares Energiesystem ökologisch UND ökonomisch geboten ist – sowie als Nebenbemerkung, dass unser Marktdesign in Europa bremst, statt zu beschleunigen. Meine persönlich hoffnungsvollsten Begegnungen finden dabei im Bereich von Unternehmen und relativ nah an konkreter Verantwortung agierenden Politikern statt.

 

Insbesondere begegne ich immer mehr Unternehmern und Lokalpolitikern (aller Parteien), die das ebenfalls erkennen. Daraus entsteht eine Veränderungsdynamik, der ich mehr Kraft zutraue, als den trägen und zudem manipulierten Meinungsbildungsprozessen unserer Öffentlichkeit. Skeptisch bin ich ausgerechnet für Europa und hier sogar zunehmend Deutschland, denn global wird diese Nachricht in sehr vielen Regionen viel offener wahrgenommen. Manchmal schüttelt es mich, wenn ich erkenne, dass man mit einem Texaner darüber viel leichter sprechen kann, als mit einem Deutschen.

 

DAS ist die große Gefahr für unseren Standort, es ist unser träges Denken und unsere zu lange rückblickende Wahrnehmung, auch unsere Angst vor Risiken, die Chancen überlagert. Diese verheerend bereits methodisch vollkommen falschen Denkmuster bestehen bereits lange, sie dürften auch Ursache sein, weshalb wir mit der Digitalisierung die bedeutendste Chance in der jüngeren Wirtschaftsgeschichte weitgehend versäumt haben. Statt dessen reden wir bis heute primär über die Risiken, von denen wir mangels eigenen Einflusses übrigens viel mehr ernten werden, als uns lieb sein kann.

 

Vielleicht ist mein Denken, ich war früher beispielsweise überzeugter und wie ich finde damals zurecht Unterstützer der Kernenergie, in der Energiebranche heute dadurch geprägt, dass ich in eben jener Digitalisierung eigentlich zuhause bin und seit fast 40 Jahren „methodisch sozialisiert“ wurde. Viele bezeichnen mich gerne als Lobbyisten für „Windmühlen“, weil ich ein Mandat (von selten weniger als zehn) in der Branche habe und momentan meist über solche Themen schreibe. Das ist ein „saisonaler“ Effekt, tatsächlich sind die meisten meiner Mandate immer noch in der Digitalisierung verortet und meine Jobs drehen sich primär um KI – aber das Thema lasse ich besser mal, es frustriert noch mehr.

 

Meine Sicht ist also die eines heutigen Ökonomen mit Studium der Informatik und Mathematik, mit übrigens acht ganz ordentlich absolvierten Semestern in Physik als geprüftes Nebenfach. Ich kann daher die Klimaforschung zumindest „lesen“ (und bewundern!), was mit einer Station bei den Rückversicherern in den 90er begann und ich weiß aus der Digitalisierung, dass viele auch kluge Leute sehr schnell überfordert sind, wenn Sie nicht akzeptieren, dass insbesondere ihr Wissen über Technologien mindestens quartalsweise ein Update braucht – und zwar, ganz wichtig, eines, das ergebnisoffen und die Trends stärker als den Status quo bewertend ist.

 

Genau deshalb waren übrigens meine Corona-Analysen, mit denen dieses Profil hier begann, vergleichsweise robust funktionierend, was mit „Corona-Expertise“ rein gar nichts zu tun hatte, sondern mit methodischer Kenntnis, eben keine „Weltformel“ zu haben, sondern demütig in den Daten nach Trends zu suchen und dabei alles Wissen von zuvor in Frage zu stellen, was nicht verwerfen bedeutet. So etwas macht eine KI übrigens ohne kognitive Verzerrungen, weshalb man die bei Corona-Daten immer wieder gut nutzen konnte.

 

Leider ist so eine eigentlich zwingend erforderliche Methodik in manchen Feldern fast noch eine Ausnahme, Energie zählt dazu. Wenn ich in technologischen Umfeldern Paper lese, die sich angeblich mit der Zukunft beschäftigen, Ihre Ergebnisse aber aus irgendwelchen statischen Daten ableiten, lese ich diesen methodischen Mist nur zu Ende, wenn das von Sinn et al. stammt und irgendwo gehypt wurde, weshalb man es leider genauer anfassen muss. Meist finden sich in solchen Pamphleten dann auch noch veraltete Daten, so dass man den fraglichen Autoren nur ein Datenupdate von vorgestern auf gestern empfehlen muss, um ihre Thesen wie ein Kartenhaus zusammenfallen zu sehen. Dazu ist übrigens anzumerken, dass der Energiesektor trotz seiner jetzt ausnahmsweise mal eingesetzten Dynamik im Vergleich zur KI nahezu trivial ist.

 

Ein großes Versäumnis auch heute noch neu erzeugter „Analysen“ besteht darin, die enorme Degression der Leistungspreise von Wind- und PV-Technologien zu übersehen. Diese Degression entsteht durch die Kombination aus immer leistungsfähigerer Technologie bei zugleich mit industrieller Skalierung immer günstiger werdender Produktion. Ich vergleiche das gerne mit dem Chip-Sektor. So war tatsächlich bereits seit 2010 mit hoher Wahrscheinlichkeit absehbar, dass diese beiden Energieerzeugungsformen die billigsten werden. Das ist ca. 2015 dann eingetreten und die Schere zu anderen Erzeugern geht seitdem immer weiter auf. Auch das war absehbar und ein Ende ist nicht in Sicht, der Prozess wird sich zwar abflachen, aber fortsetzen.

 

Natürlich, das wird jetzt auch wieder der Reflex vieler sein – volatil, wetterabhängig, sorry, blabla, wenn sonst nichts kommt -, war sofort die Frage, wie weit man diese Energie treiben kann und welches Backup sie brauchen wird. Tatsächlich wird daher seit 2010 experimentiert, geforscht und geplant, welches Backup wohl am besten geeignet ist. Was heute in SocialMedia als „Nachricht“ verkündet wird, indem diese Bierdeckelsprüche aufgerufen werden, ist also seit mehr als einer Dekade ein selbstverständlich bekanntes Thema, bei dem es gilt, die Trends zu bewerten, statt sich mal wieder darauf zurück zu ziehen, es sei nicht gelöst. Selbst das ist nicht mal richtig, es ist technisch gelöst, aber nicht gebaut, weil es bisher niemand brauchte.

 

Aber auch diese Fragen sind komplett verkürzt. Denn es geht um weit mehr! Wenn man einmal erkennt, dass die Produktion von elektrischer Energie die billigste Form der Energieerzeugung wird, so wird man unschwer folgern können, dass daraus nichts geringeres als eine Disruption von ganzen Segmenten und Branchen entstehen wird, die bis heute auf der Nutzung fossiler Energien sowie insbesondere von irgendwelchen Verbrennungsprozessen basieren.

 

Tatsächlich möchte ich zum Jahresende diesen sehr breiten Rückblick empfehlen, aber nicht statisch, sondern Trends aufnehmend. So war es alles andere als „Zufall“ oder „Glück“, sondern auf klaren Erkenntnissen basierende Strategie, dass in China bereits ab 2010 diese heute so fundamental gut aufgehenden Mehrjahrespläne entstanden. Von den Grundlagen in der PV- und von vielen bis heute nicht erkannt übrigens auch in der WKA-Technologie über beispielsweise den Batteriesektor bis zu den Endprodukten wie E-Autos sowie nicht zuletzt Geschäftsmodellen, gesellschaftlich/operativen Organisationsstrukturen hat kaum ein Land auf dem Planeten diese Disruptionen so konkret erwartet, geplant und nun schlicht herbeigeführt, wie China. Dort sind ganz bewusst komplette Wertschöpfungsketten im „physikalisch/materiellen“ und im ökonomischen Sinne aufgebaut worden, da sind vollständige Ökosysteme entstanden – und zwar strategisch geplant und genau so gewollt.

 

Was in China, für das System natürlich typisch, als staatliche Strategie aufgelegt wird, ist aber in anderen Regionen keineswegs übersehen worden. In den westlichen Industrieländern sind es Unternehmen, Denker, Forscher und auch ganze Institutionen, die an den Themen sehr systematisch arbeiten und dabei auch zu sowohl vergleichbaren, damit also Validität erreichenden, als auch sehr beachtenswerten Unterschieden kommen. Dabei sind sowohl die wissenschaftlich bereits sehr stabilen Konsenspunkte in der Öffentlichkeit oder der Politik ebenso wenig angekommen, wie das sehr spannende und hoch willkommene Feld der Unterschiedlichkeiten.

 

So ist beispielsweise wissenschaftlich vollkommen unstrittig, dass (neue!!) Kernkraftwerke heutiger(!) Technologie ökonomisch hoch riskant sind und energietechnisch nur in begrenzten Quoten sinnvoll einsetzbar sind. Wer heute noch von „Grundlast“ spricht, bewegt sich nicht mehr auf der Höhe der aktuellen Diskussion, denn es ist unstrittig, dass je nach Art und Umfang der Erneuerbaren Kernkraftwerke im Mix eine geringere bis keine Rolle mehr spielen können. Strategische Gründe für Atommächte außen vor, gilt für Regionen wie Japan oder Südkorea mit sehr dichter Besiedelung, begrenzter Produktionskapazität Erneuerbarer und Nachbarn, mit denen man aus geopolitischen Gründen keine Importabhängigkeiten will, Kernenergie als überlegenswert, jedoch ökonomisch enorm herausfordernd. Wie schwierig es beispielsweise für Japan wird, sieht man an ernsthaften Plänen, die Insel mit dem fernen Australien über eine Stromtrasse zu verbinden.

 

Europa sollte sich eher glücklich schätzen, dass (neue!!) Kernkraftwerke hier tatsächlich nicht erforderlich sind und Deutschland sollte jeden Populisten, der meint, damit Stimmung machen zu müssen, in aller Deutlichkeit zurückweisen. Während aber in öffentlichen Meinungsäußerungen tatsächlich viele so einen kombinatorischen Unfug wie „grundlastfähige Kernenergie“ (braucht man beides nicht mehr!) und deren Unverzichtbarkeit vertreten, gibt es in der Wissenschaft einen sehr interessanten Dissens hinsichtlich der Frage, welche Rolle Kraftwerke zukünftig überhaupt noch spielen. Klar ist, dass es nur noch um sehr schnell regelbare und agil einsetzbare Kraftwerke gehen kann – und jetzt bitte nicht auch noch den Unfug des Lastfolgebetriebs von Kernkraftwerken. Wer damit argumentiert, darf das mitsamt seiner Sehnsucht nach „Grundlast“ gerne mit in ein weiteres Jahr nehmen, sollte aber besser mal an Entsorgung denken.

 

Die vollkommen validen Pläne und Vorschläge für ein modernes Energiesystem unterscheiden sich vielmehr in einem ganz anderen Punkt: Die einen schlagen nämlich hoch agile Gaskraftwerke vor, die zukünftig mit synthetischen Brennstoffen laufen und damit quasi Speicher/Backup sind, die anderen favorisieren Speichertechnologien, wobei unter denen der Mix dieser Technologien weitere Unterschiede prägt. Das wird auch noch einige Jahre, wenn nicht Jahrzehnte so weiter gehen. Mein Standpunkt ist der, dass die Rolle von Kraftwerken zurecht auf heute machbarem und bewertbarem Stand der Technologie sehr wichtig gesehen wird. Das kann man mit heutigen Kenntnissen also operativ und ökonomisch genau so machen, es gibt kaum Unbekannte in dem Plan und zunächst spricht nichts dagegen, es – als Plan! – so anzugehen. Das ist in Deutschland von den meisten Forschern und auch der Bundesregierung der favorisierte Weg.

 

Ich persönlich halte dabei Speichertechnologien für unterbewertet und erwarte global eine wesentlich größere Rolle. Konsens besteht beispielsweise inzwischen darin, dass Batteriespeicher insbesondere für die Netzstabilität, also den kurzfristigen Ausgleich von „zu viel“ oder „zu wenig“ Strom, viel besser geeignet sind, als Kraftwerke. Inzwischen weiß man auch, dass die dafür erforderlichen Kapazitäten überschaubar und sehr ökonomisch herstellbar sind. Meine These lautet daher, dass wir in den kommenden Jahren sehr rasch in den Stromsystem Batteriepuffer sehen werden, die überraschend schnell Kraftwerke an den allermeisten Tagen komplett obsolet machen. In Portugal lief das kürzlich für mehrere Tage als Test, da hat man die Gaskraftwerke als Reserve, um sicher zu gehen, bereit gehalten, aber sie wurden nicht genutzt. Nebenbemerkung: Das ging nur, weil es als Test so bewusst gemacht wurde, das europäische Marktdesign mit Merit-Order hätte dieses Handeln der Akteure an den Märkten nicht von selbst erzeugt. Mag sein, dass auch hier Europa länger braucht, aber wir werden von Jahr zu Jahr immer mehr Nachrichten über komplett abgeschaltete Kraftwerke lesen und in den Erzeugungsquoten der Jahresbilanzen rückläufige Produktionszahlen von jeder Art an Kraftwerken.

 

Viele behaupten übrigens, das werde alles viel schwieriger, je mehr Elektrifizierung dazu komme. Das ist genau falsch, denn zwei Energiefresser in unseren Systemen sind die Mobilität und der Wärmesektor. Hier bringen aber die Endnutzer entweder ihre Speicherkapazität selbst mit oder es gibt mit Wärmespeichern nochmals eine enorm attraktive Bandbreite an sehr gut funktionierenden und sehr günstig bereitstellbaren Energiespeichern. Auch hier zeigen neuere Analysen, dass sich durch diese zusätzlichen Sektoren die Sache mit der Energiespeicherung gar nicht verschärft und dass man die Frage von Reservekraftwerken viel genauer prüfen sollte, als das bisher passiert ist.

 

Einen Gegenentwurf zum deutschen Modell gibt es beispielsweise in Spanien. Dort wurde vor zwei Jahren ein Entwurf für ein Erneuerbares Energiesystem vorgelegt, wie übrigens in ganz Europa, denn der sogenannte „Sonderweg“ Deutschlands existiert ja gar nicht, alle Europäer haben diese Aufgabe akzeptiert. In Spanien spielen dabei Batteriespeicher eine viel größere Rolle als Kraftwerke, wobei die H2-Gaskraftwerke aber noch vorgesehen sind. Das Land hat nun gerade zum Jahresende 2023 bekannt gegeben, dass sie kurzfristig (bis 2030) Batteriespeicher in einer Kapazität von 22 GW aufbauen werden, vor zwei Jahren waren bis zu 20 GW geplant. Bis 2050 sollen es nun mehr als 30 GW werden. Die H2-Gaskraftwerke werden demgegenüber insofern herabgestuft, als es hier keine konkreten Ausbaupläne gibt, man wird zuerst mal die Batterien ausbauen. Nebenbei bemerkt hat Spanien parallel bekannt gegeben, aus der Kernenergie komplett auszusteigen. Die war noch vor zwei Jahren in den Plänen als dauerhafte Reserve vorgesehen.

 

Wer glaubt, das sei alles nur hoch riskante Spinnerei, dem will ich zum Schluss ganz bewusst einen interessanten Denker empfehlen, der als Unternehmer, Autor, Speaker, Hochschullehrer seit längerem für seine besonders steilen Thesen bekannt ist: Tony Seba. Er macht methodisch exzellent vor, wie man Trendanalysen einsetzt und zeigt auch, warum nur das in dynamischen Systemen funktionieren kann. Seine These ist noch viel weitreichender als meine: Er geht davon aus, dass Kraftwerke komplett obsolet werden und die Energiesysteme nur aus Solar, Wind und Batterien bestehen werden, SWB nennt er das. Ebenfalls sehr lesenswert ist seine Beschäftigung mit den weiteren Folgen, die er erwartet, denn auch er bleibt nicht dabei stehen, die Veränderungen nur bei der Energieerzeugung selbst zu sehen.

 

Ich persönlich halte seine Sicht auf diese drei Technologien für verkürzt. Sowohl bei der Energieproduktion als auch bei den Speichertechnologien gibt es einen sehr attraktiven Mix und ob in den stationären Stromspeichern Lithium-Technologien dominant bleiben, wird sich zeigen. Ebenso die Frage, ob bzw. wann Kraftwerke heutiger Prägung tatsächlich komplett entfallen. Das sind aber sogar Details, denn so „steil“ man Sebas Thesen lesen mag, so eng sind sie doch bereits am Konsens der Wissenschaft, da wir hier über die letzten 10% bis 20% der Energiemengen reden und uns darin verlieren, zu streiten, wo die herkommen und wie die gespeichert werden.

 

Interessant an Seba ist, dass er selbst sich wissenschaftlich, aber auch unternehmerisch und vielleicht publizistisch denkend auch mal wohltuend jenseits der heutigen Denkgrenzen bewegt. Wer ihn für einen Phantasten hält, sollte vorsichtig sein, denn er wurde jahrelang für seine Prognosen zu Batterietechnologien und den Folgen für die Mobilität verlacht – hatte aber in der Substanz recht. Auch die beigefügte Analyse, die er 2020 vorlegte, kann sich drei Jahre später noch als aktuell und zutreffend bezeichnen – was man längst nicht von allen sagen kann, die insbesondere an den alten Vorstellungen von Energieerzeugung und Energiequellen zu sehr festhalten.

 

Das fossile Zeitalter endet und es könnte sogar sein, dass unsere als so besonders wichtig, „mächtig“, sicher und unverzichtbar geltenden Kraftwerke bald die Dinosaurier früherer Energiesystem sein werden. Aber auch das ist nicht relevant, es geht darum, zu erkennen, dass die Veränderungstrends längst in eine fundamental andere Energiewelt führen, die wir nicht typisch deutsch zu 100% zu Ende denken müssen, bevor wir uns bewegen. Wir müssen aus den Trends der Gegenwart in die Zukunft schauen und erkennen: Tempo ist gefragt, denn die Veränderung der Energiesysteme wird nicht bei den Energiefragen stehen bleiben, sondern Industrien und Gesellschaften erfassen, sehr viele ganz neue Dinge ermöglichen, bestehende ersetzen und vor allem endlich mal eine ganze Reihe von Problemen lösen können, die wir viel zu lange verdrängt haben.

 

In diesem Sinne wünsche ich einen fröhlichen Abschied von 2023 und einen nachdenklichen Start in 2024. Anbei wie immer diverse Quellen zum nachlesen und wer noch etwas Text verträgt, für den habe ich die Zusammenfassung von Seba übersetzt, dem ich das sehr nachdenkliche Schlusswort explizit zum „drauf kauen“ gebe.

 

Spanien:

Planung 2020: https://cicenergigune.com/en/blog/spanish-energy-storage-strategy-approved

H2: https://cicenergigune.com/en/blog/hydrogen-essential-vector-energy-transition

Batterien: https://cicenergigune.com/en/electrochemical-storage-research

Aktueller Stand 2023: https://www.iwr.de/news/spanien-steigt-aus-der-atomenergie-aus-news38521

 

Tony Seba, Oktober 2020:

Zusammenfassung im Original: https://www.rethinkx.com/energy-executive-summary

Die komplette Studie: https://static1.squarespace.com/static/585c3439be65942f022bbf9b/t/5fa57fc9d228a73c73ec4669/1604681700368/Rethinking+Energy+2020-2030.pdf

 

Das Schlusswort übersetzt:

„Wir stehen an der Schwelle der schnellsten, tiefgreifendsten und tiefgreifendsten Umwälzung des Energiesektors seit über einem Jahrhundert. Wie die meisten Umwälzungen wird auch diese durch die Konvergenz mehrerer Schlüsseltechnologien vorangetrieben, deren Kosten und Fähigkeiten sich auf konsistenten und vorhersehbaren Pfaden verbessert haben – nämlich Photovoltaik, Windkraft und Lithium-Ionen-Batteriespeicher. Unsere Analyse zeigt, dass 100 % sauberer Strom aus der Kombination von Sonne, Wind und Batterien (SWB) bis 2030 auf dem gesamten amerikanischen Festland sowie in der überwältigenden Mehrheit der anderen bevölkerten Regionen der Welt sowohl physikalisch möglich als auch wirtschaftlich erschwinglich ist. Die Akzeptanz von SWB nimmt weltweit exponentiell zu, und ein Umbruch ist jetzt unvermeidlich, da sie bis 2030 in den meisten Regionen die billigste Stromoption darstellen werden. Kohle-, Gas- und Kernkraftwerke werden im Laufe der 2020er Jahre stranden, so dass ab diesem Zeitpunkt keine neuen Investitionen in diese Technologien mehr sinnvoll sind. Die Ablösung der konventionellen Energietechnik durch die SWB ist jedoch nur der Anfang. Wie bei vielen anderen Umwälzungen auch, wird die SWB unser Energiesystem grundlegend verändern. Das neue System, das entsteht, wird viel größer sein als das uns heute bekannte und eine völlig andere Architektur haben, die auf ungewohnte Weise funktioniert.

 

Eine der kontraintuitivsten und außergewöhnlichsten Eigenschaften des neuen Systems besteht darin, dass es insgesamt eine viel größere Menge an Energie erzeugen wird und dass dieser Superüberschuss an sauberer Energie – den wir als Superstrom bezeichnen – während eines Großteils des Jahres an fast allen bevölkerten Standorten zu Grenzkosten von nahezu Null verfügbar sein wird. Die Umwälzung der Energie durch die SWB wird eng mit der digitalen Umwälzung der Informationstechnologie einhergehen. So wie Computer und das Internet die Grenzkosten für Informationen gesenkt und die Tür zu Hunderten von neuen Geschäftsmodellen geöffnet haben, die allesamt einen transformativen Einfluss auf die Weltwirtschaft hatten, so wird auch die SWB die Grenzkosten für Strom senken und eine Fülle von Möglichkeiten für Innovation und Unternehmertum schaffen. Was in der Welt der Bits geschah, wird nun auch in der Welt der Elektronen geschehen.

 

Die hier vorgelegte Analyse bildet den Auftakt zu einer Reihe von Berichten, in denen Entscheidungsträger auf allen Ebenen der Gesellschaft aufgefordert werden, die Zukunft der Energie neu zu überdenken, damit wir die Vorteile der SWB-Umwälzung voll nutzen können. In diesem ersten Bericht wollen wir die Frage beantworten: Ist es möglich, 100 % unseres Stroms mit Sonne, Wind und Batterien zu erzeugen? Unsere Analyse zeigt, dass die Antwort ein klares und unmissverständliches Ja ist. In den folgenden Berichten werden wir weitere Aspekte der SWB-Umwälzung untersuchen, darunter die Auswirkungen auf die etablierte Kohle-, Gas-, Erdöl- und Kernkraftindustrie, die Notwendigkeit eines neuen politischen und regulatorischen Rahmens, der die Monopole der Energieversorger aufbricht und individuelle Energierechte unterstützt, sowie die Wechselwirkungen mit anderen Umwälzungen, die in den 2020er Jahren gleichzeitig im Verkehrs- und Lebensmittelsektor stattfinden werden.

 

Die Auswirkungen der SWB-Energiewende sind tiefgreifend, aber um die außerordentlichen Vorteile des neuen Energiesystems zu maximieren, müssen wir als Einzelpersonen, Gemeinden, Branchen, Regionen und ganze Nationen heute die richtigen Entscheidungen treffen. Dieser Prozess muss mit einem Verständnis dessen beginnen, was möglich ist.“

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