Christian Bauer, Wissenschaftler für Ökosysteme, Schweiz
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- Geschrieben von Martin Arnold
«Wasserkraft ist die ökologischste Energieform»
Christian Bauer beschäftigt sich mit Ökobilanzen und der Nachhaltigkeit der Energieversorgung und der Mobilität. Seit seinem Studium der Ökosystem-Wissenschaften in Graz (Österreich) ist er im Labor für Energiesystem-Analysen am Paul Scherrer Institut (PSI) im Aargau tätig und heute verantwortlich für die dortigen Aktivitäten in Sachen Ökobilanzen. Von Anfang an trug er in zentraler Rolle zur heute weltweit führenden Ökobilanz-Datenbank »ecoinvent« (www.ecoinvent.org) bei.
»Das Thema Umweltbilanzen von Energieträgern wird immer wichtiger. Immer mehr Menschen fragen sich: Ist Solarenergie so umweltfreundlich wie ihr Ruf? Ist Kernenergie so schlimm, wie man ihr nachsagt? Wie steht es mit der Wasserkraft? Oder gehört ganz anderen Lösungen die Energiezukunft? Es gibt viel Halbwissen, das in hitzigen Diskussionen verbreitet wird.
Natürlich ist die Akzeptanz der verschiedenen Energieträger ein wichtiger Faktor, wenn es um ihre Verbreitung geht. Aber wir können davon ausgehen, dass diese sich verändert, wenn ein bestimmter Energieträger plötzlich den Massenkonsum decken müsste. Wie würde die Bevölkerung zum Beispiel reagieren, wenn Lastwagenkonvois aus den Wäldern führen, um Holz für die Energieproduktion zu nutzen? Alle Energieträger bergen ein ethisch-moralisches Konfliktpotenzial. Wenn sie große Mengen Energie liefern müssen, spielen zudem politische Argumente eine Rolle. Aber die sind nicht die Basis unserer wissenschaftlichen Forschung am Paul Scherrer Institut (PSI).
Jede Energieform hat bei der Ökobilanz ihre Stärken und Schwächen. Bei unserer Analyse spielt die Nachhaltigkeit eine zentrale Rolle. Dabei müssen wir im Auge behalten, dass es eine ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Nachhaltigkeit gibt. Ich interessiere mich für die ökologische Nachhaltigkeit. Die beste Energie erfüllt alle drei Kriterien der Nachhaltigkeit. Im Umweltbereich, den wir am Institut analysieren, legen wir den Fokus auf Luftverschmutzung, Schwermetalle, Wasserschadstoffe, Überdüngung und Landnutzung.
In der Schweiz ist Wasserkraft langfristig der ideale Energieträger. Lokal kann Wasserkraft dennoch die Artenvielfalt schwächen, durch den Landverlust beim Bau eines Stausees und den Schwall und Sunk beim Ablassen von Wasser. Für eine Kilowattstunde Energie aus Wasserkraft werden in Österreich oder der Schweiz nur 10 Gramm Kohlendioxid verbraucht. Wenn man bei der Atomkraft vom Unfallrisiko und der Endlagerproblematik absieht, wäre sie auch ökologisch. Denn bei der Kernenergie sind es nur rund 20 Gramm Kohlendioxid für eine Kilowattstunde Energie. Sie stammen vor allem aus der Urangewinnung und der Urananreicherung. Bei den Kohlendioxid-Zahlen von Wasserkraft und Kernkraft ist der Kraftwerkbau eingerechnet. Die Infrastruktur ist bei den riesigen Produktionsmengen beinahe vernachlässigbar. Bedeutender ist sie bei der Photovoltaik. Dort spielt die Herstellung im Verhältnis zur produzierten Menge Strom eine größere Rolle. Auf die Kilowattstunde umgerechnet macht dies rund 60 Gramm CO2 aus. Entscheidend ist bei der Photovoltaik außerdem, wo und unter welchen Bedingungen die Solarzellen hergestellt werden. Stammt die dazu benötigte Energie aus Wasserkraft, sieht die Rechnung ganz anders aus als bei der Verwendung von Kohlekraft. Viele Photovoltaikanlagen werden aus China importiert, wo meist Kohlestrom für die Produktion verwendet wird. Die chinesischen Hersteller sind bei der Deklaration allerdings nicht sehr transparent. Wir verwenden deshalb für unsere Berechnungen den dortigen durchschnittlichen Strommix als Basis. Trotz den genannten Kennzahlen ist Solarenergie weitaus ökologischer als jede Form von fossiler Energie. Windkraft und Geothermie verursachen 20–30 Gramm CO2 pro Kilowattstunde. Die Geothermie ist eine umweltverträgliche Energieform. Bohrungen haben jedoch Erderschütterungen verursacht. Sie hat deshalb ein Akzeptanzproblem. Bei der Windenergie kann ein großer Teil des verbauten Materials nach Ablauf der Lebensdauer wiederverwertet werden. Sie ist technisch nicht sehr komplex, was sie wirtschaftlich attraktiv macht. Wenn Windkraftwerke an Land gebaut werden, benötigen sie allerdings eine relativ große Fläche, die beispielsweise für die Landwirtschaft genutzt werden kann. Es kommen deshalb nur dünn besiedelte Gegenden für große Windparks infrage. Das würde auch für Photovoltaik gelten, wenn man sie nicht auf Dächer beschränkt.
Ein Gaskraftwerk verursacht 400 Gramm CO2 pro Kilowattstunde. Es ist aber im Gegensatz zu einem Kohlekraftwerk immer noch viel ›ökologischer‹, weil bei Letzterem zusätzlich noch größere Mengen an Feinstaub, Stickoxid und Schwefeldioxid und andere Schadstoffe entstehen. Bei der Biomasse ist die Wirtschaftlichkeit ein schwer erreichbares Ziel. Denn auch hier braucht es Schadstofffilter, was bei kleineren Anlagen verhältnismäßig teuer ist. Aus Holz Strom zu erzeugen, ist derzeit unrentabel. Biomasse ist dann sinnvoll, wenn Abfall- oder Reststoff aus der Landwirtschaft genützt werden. Zum Beispiel Gülle oder Nahrungsmittelabfälle, deren Vergärung Methan liefert. Damit löst man keine großen Energieprobleme, erhält aber immerhin einen kleinen Beitrag zum Energiemix.
Weil Strom aus Photovoltaik- und Windkraftanlagen unregelmäßig anfällt und es – sobald Sonne und Wind viel mehr Strom als heute produzieren – ohne Speichermöglichkeit keine funktionierende Stromversorgung gibt, untersuchen wir im Institut auch Stromspeicher und Netze. Auch sogenannte Smart Grids, also intelligente Stromnetze, bei denen der Verbrauch zeitlich der Erzeugung angepasst wird, können helfen, den erneuerbaren Strom besser zu integrieren. Als Speicher kommen Lithium-, Ionen- und andere Batterien infrage, aber auch Pumpspeicherkraftwerke. Dann gibt es die ›Power-to-Gas‹-Technologie, bei der Strom aus Wasserstoff und Methan erzeugt wird, und die Druckluftspeicherung. Diese Technologien sind bereits heute massentauglich. Sie sind aber noch nicht wirtschaftlich. Ob dies in fünf oder zehn Jahren der Fall sein wird, wage ich nicht zu prognostizieren.«
Blick auf den Stausee Lago di Cavagnöö im Schweizer Kanton Tessin. (Bild: Raimundo Sierra, GNU Free Documentation License)
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