Laut einer Studie der Universität Hamburg könnten die Treibhausgas-Emissionen trotz des Erneuerbare-Energien-Gesetzes steigen

Es hat ein wenig gedauert, aber nun hat man sogar in Berlin realisiert, dass nur gemeinsame internationale Anstrengungen Sinn machen, wenn es um globale Probleme geht. Daniel Wetzel am 11. März 2017 in der Welt:

Bundesregierung gibt Alleingänge im Klimaschutz auf
Deutschland hat im Klimaschutz stets den Vorreiter und Musterschüler gespielt. Doch damit ist jetzt offenbar Schluss. Kanzleramtsminister Peter Altmaier spricht sich gegen nationale Alleingänge aus. [...] Denn der Bundesminister für besondere Aufgaben [Altmaier] stellte den versammelten Unternehmern und Managern die Erfüllung eines lang gehegten Wunsches in Aussicht: Mit den teuren klimapolitischen Alleingängen Deutschlands könnte es nach seinen Worten bald vorbei sein. „Ich bin fest davon überzeugt, dass der Weg nationaler Ziele falsch ist“, erklärte Altmaier vor den Teilnehmern der exklusiven „Klausurtagung Energie- und Umweltpolitik“, zu der der Wirtschaftsrat der CDU eingeladen hatte. Es sei zwar „schwer, bestehende Vereinbarungen zu canceln“, sagte Altmaier. Doch künftig brauche man „europäische und internationale Ziele“.

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Bereits einige Tage zuvor, am 6. März 2017, erläuterte Wetzel in derselben Zeitung die ungeschminkten Fakten des deutschen Energieexperiments:

Teuer und unrealistisch Die Energiewende droht zum ökonomischen Desaster zu werden
Während die Kosten für die Energiewende weiter steigen, sinkt laut einer eine McKinsey-Langzeit-Studie die Zahl der Ökostrom-Jobs. Und auch das wichtigste Ziel der Umstellung verfehlt die Politik. ie Sichtweisen der Bundesregierung und der Berater könnten nicht unterschiedlicher sein. Gerade hat die neue Bundeswirtschaftsministerin Brigitte Zypries (SPD) in hoher Auflage eine Broschüre mit dem Titel „Die Energiewende – unsere Erfolgsgeschichte“ verteilen lassen. Da wird auf 20 Seiten gepriesen, dass Deutschland inzwischen einen Ökostrom-Anteil von 32 Prozent erreicht hat und die Stromversorgung dabei weiterhin die sicherste der Welt ist. Die Strompreise für private Haushalte hätten sich stabilisiert. Insgesamt, so Zypries, sei die Energiewende „nachhaltig und sicher, bezahlbar und planbar, verlässlich und intelligent“. Ganz anders sieht das Bild aus, das die Beratungsgesellschaft McKinsey mit der aktuellen Fortschreibung ihres „Energiewende-Index“ zeichnet. Das Expertenteam um Senior Partner Thomas Vahlenkamp überprüft alle sechs Monate anhand von 15 quantitativ messbaren Kriterien, ob die von der Politik aufgestellten Energiewende-Ziele noch erreichbar sind. Der Titel dieses Papiers: „Die Kosten steigen weiter.“

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Zu allem Überfluss scheint das vormals so hochgelobte Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) das ganze Gegenteil von dem zu bewirken, was versprochen wurde. Pressemitteilung der Universität Hamburg vom 14. Februar 2017:

Wieviel Klimaschutz steckt im EEG?

Laut einer Studie der Universität Hamburg könnten die Treibhausgas-Emissionen trotz des Erneuerbare-Energien-Gesetzes steigen.

2017 ist die Reform des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) in Kraft getreten. Mit dem EEG soll der Ausstoß von Treibhausgasen verringert und damit das Klima geschützt werden. Welchen Effekt das EEG tatsächlich für den Klimaschutz hat, haben Prof. Dr. Grischa Perino und Dr. Johannes Jarke vom Fachbereich Sozialökonomie der Universität Hamburg untersucht. Sie kommen zu dem Schluss, dass angesichts des europäischen Treibhausgas-Handelssystems (EU ETS) die Treibhausgasemissionen durch das EEG sogar steigen können.

Durch das EEG soll laut Bundeswirtschaftsministerium der Anteil erneuerbarer Energien von derzeit rund 32 Prozent auf 40 bis 45 Prozent im Jahr 2025 und auf 55 bis 60 Prozent im Jahr 2035 steigen. In ihrem Klimaschutzplan hat sich die Bundesregierung außerdem verpflichtet, die Treibhausgasemissionen bis 2050 im Vergleich zu 1990 um 80 bis 95 Prozent zu vermindern. Doch durch das europäische Emissionshandelssystem (EU ETS) ist die Obergrenze an Treibhausgasemissionen verbindlich festgelegt. Das EU ETS erfasst europaweit rund 12.000 Anlagen der Energiewirtschaft und der energieintensiven Industrie sowie alle innereuropäischen Flüge. Die Betreiber der Anlagen, die dem EU-ETS unterliegen, müssen für jede ausgestoßene Tonne CO2 ein Zertifikat abgeben. Emissionsrechte, die nicht benötigt werden, werden an andere teilnehmende Unternehmen verkauft oder für die Zukunft gespart. Eine Reduzierung der Emissionen in der deutschen Stromerzeugung verschiebt die Emissionen also lediglich an eine andere Stelle. Das hat auch das Gutachten Anfang Februar 2017 vorgestellte Gutachten des Wissenschaftlichen Beirats des Bundeswirtschaftsministeriums noch einmal betont.

Die Hamburger Forscher zeigen in ihrer gerade im „Journal of Environmental Economics and Management“ erschienenen Studie: Werden die erneuerbaren Energien durch einen Aufschlag auf den Strompreis finanziert, wie dies in Deutschland mit der EEG-Umlage der Fall ist, können die Treibhausgasemissionen insgesamt sogar steigen. Der Grund: Für Verbraucherinnen und Verbraucher ist Strom durch die Energiewende deutlich teurer geworden, so dass sie vermehrt fossile Energieträger in Bereichen nutzen, die nicht dem EU ETS unterliegen, und damit die Gesamtemissionen erhöhen. Eine Finanzierung der Energiewende über das Steuersystem würde diesen Effekt vermeiden.

Professor Perino: „Der Ausbau erneuerbarer Energien im Stromsektor ist ein zentraler Bestandteil der Energiewende und damit der Klimapolitik der Bundesregierung. Intuitiv erscheint das sehr sinnvoll. Auf den zweiten Blick sind die Zusammenhänge aber deutlich komplexer. Insbesondere die Wechselwirkungen mit dem Emissionshandel stellen derzeit so manche Intuition auf den Kopf. Eine regelgebundene Flexibilisierung der Emissionsobergrenze im Emissionshandel, wie auch vom Umweltbundesamt und dem Wissenschaftlichen Beirat des Bundeswirtschaftsministeriums gefordert, ist daher für die Klimawirkung des EEG entscheidend.“

Originalartikel: Do Renewable Energy Policies Reduce Carbon Emissions? On Caps and Inter-Industry Leakage”. Journal of Environmental Economics and Management, DOI: 10.1016/j.jeem.2017.01.004

Schauen Sie hierzu auch ein Video, in dem Prof. Perino seine Ergebnisse weiter erläutert.

Immer deutlicher wird, dass man sich mit der übereilten Energiewende in gefährliches Gelände vorgewagt hat. Dies zeigt auch ein Vorfall vom 24. Januar 2017 als das deutsche Stromnetz erneut am Rande des Zusammenbruchs stand. Der Grund dafür war die klägliche Leistung von Windkraftanlagen und Solarstromerzeugern, die zusammen eine sogenannte Dunkelflaute erlitten – ein im Winter nicht seltener Zustand, in dem die riesenhafte gemeinsame installierte Leistung von 83.900 MW auf praktisch Null – wie 20 oder 30 MW von WKA in ganz Deutschland – zusammenschrumpft. Lesen Sie hierzu den Beitrag “24. Januar 2017 – Der Tag, an dem Merkels Energie­wende auf der Kippe stand” von Günter Keil auf EIKE.

Weite Teil der deutschen Landschaft sind mittlerweile mit Windkraftanlagen zugespargelt. Möglich gemacht wurde dies durch üppige staatliche Subventionen. Die laufen jedoch in ein paar Jahren aus. Der Rückbau der Stahlkolosse ist daher wohl nur eine Frage der Zeit. Was aufgebaut wurde, kann auch wieder abgebaut werden. Die Leipziger Volkszeitung berichtete am 16. März 2017:

Jedes dritte Windrad in Sachsen hat bald ausgedient
Hunderte Windräder in Sachsen und Thüringen könnten bald aus der Landschaft verschwinden. Ab Ende 2020 wird für Anlagen, die seit 20 Jahren in Betrieb sind, keine Einspeisevergütung mehr gezahlt. Weil ihr Betrieb laut Windenergieverband BWE dann unrentabel werde, droht in den meisten Fällen der Abriss. Gegen die anhaltende Flaute bei der Wind-energienutzung laufen Sachsens Grüne jetzt Sturm. Bundesweit sind rund 6000 Altanlagen betroffen, wie eine Deutsche Windguard-Studie im Auftrag der Naturstrom AG belegt. In den Folgejahren stünden weitere 1600 Rückbauten pro Jahr an.

Weiterlesen in der Leipziger Volkszeitung

Beim Klimaretter macht man sich bereits große Sorgen.  Jörg Staude beklagte am 2. März 2017:

Strompreis legt ab 2020 Windkraft still
Zufall oder Absicht? Am Aschermittwoch wird in Berlin eine Studie vorgestellt, laut der nach 2020 bis zu einem Drittel der Windkraft-Kapazität die Abschaltung droht, falls der Strompreis an der Börse so bleibt und es keine politischen Gegenmaßnahmen gibt.

Weiterlesen auf klimaretter.info.

Björn Peters vom Deutschen Arbeitgeber Verband schaute über die nationale Grenze hinüber und entdeckte in China einen Trend, der Magengrummeln verursacht. Sein Beitrag vom 20. März 2017:

Warum stoppt China den Ausbau von Windkraft?
Eine Meldung Ende Februar auf china.org.cn ließ die Fachwelt aufhorchen:  China hat den weiteren Ausbau der Windkraft in sechs wichtigen Provinzen vorerst gestoppt.  Die Förderung erneuerbarer Energien hat auch in China einen sehr hohen Stellenwert, daher lohnt ein näherer Blick auf die Umstände dieser Entscheidung. [...] Nach den Pressemeldungen war der Ausbaustopp eine Reaktion auf die geringe Nutzbarkeit des Windstroms.  Traurige Rekordhalter waren die Anlagen in Gansu in Zentralchina.  Dort konnten nur 57 % der durch Windenergieanlagen im Jahr 2016 produzierten Energie auch genutzt werden.  In der sehr großen Provinz Xinjiang im Nordwesten Chinas waren es 62 %, in den beiden benachbarten Provinzen Jilin und Heilongjiang im Nordosten Chinas waren es 70 % und 81 %, in der Inneren Mongolei, eine große Provinz im Norden Chinas immerhin 79 %.  Insgesamt blieben im Jahr 2016 fast 50 TWh an Windstrom ungenutzt, im Jahr davor bereits 34 TWh.  Dass so viel Energie quasi weggeworfen werden musste, liegt vordergründig am immer noch nicht ausreichenden Leitungsbau zwischen den entlegenen Provinzen mit hohem Windaufkommen und den industriellen Zentren.  Dahinter verbirgt sich aber ein tieferes Problem der Windenergie, das hier dank der besseren Datenlage anhand der deutschen Windstromproduktion skizziert wird. 

Ganzen Beitrag auf deutscherarbeitgeberverband.de lesen. Zur Meldung auf china.org.cn geht es hier.

Und abschließend wieder eine Nachricht, die hoffnungsfroh stimmt. Kann schon bald im großen Maßstab Treibstoff aus CO2 gewonnen werden, sozusagen Gold aus Stroh? Pressemitteilung der Duke University vom 23. Februar 2017 (via Science Daily):

Light-driven reaction converts carbon dioxide into fuel: Illuminated rhodium nanoparticles catalyze key chemistry

Duke University researchers have developed tiny nanoparticles that help convert carbon dioxide into methane using only ultraviolet light as an energy source.

Having found a catalyst that can do this important chemistry using ultraviolet light, the team now hopes to develop a version that would run on natural sunlight, a potential boon to alternative energy. Chemists have long sought an efficient, light-driven catalyst to power this reaction, which could help reduce the growing levels of carbon dioxide in our atmosphere by converting it into methane, a key building block for many types of fuels. Not only are the rhodium nanoparticles made more efficient when illuminated by light, they have the advantage of strongly favoring the formation of methane rather than an equal mix of methane and undesirable side-products like carbon monoxide. This strong “selectivity” of the light-driven catalysis may also extend to other important chemical reactions, the researchers say. “The fact that you can use light to influence a specific reaction pathway is very exciting,” said Jie Liu, the George B. Geller professor of chemistry at Duke University. “This discovery will really advance the understanding of catalysis.” The paper appears online Feb. 23 in Nature Communications.

Despite being one of the rarest elements on Earth, rhodium plays a surprisingly important role in our everyday lives. Small amounts of the silvery grey metal are used to speed up or “catalyze” a number of key industrial processes, including those that make drugs, detergents and nitrogen fertilizer, and they even play a major role breaking down toxic pollutants in the catalytic converters of our cars. Rhodium accelerates these reactions with an added boost of energy, which usually comes in the form of heat because it is easily produced and absorbed. However, high temperatures also cause problems, like shortened catalyst lifetimes and the unwanted synthesis of undesired products.

In the past two decades, scientists have explored new and useful ways that light can be used to add energy to bits of metal shrunk down to the nanoscale, a field called plasmonics. “Effectively, plasmonic metal nanoparticles act like little antennas that absorb visible or ultraviolet light very efficiently and can do a number of things like generate strong electric fields,” said Henry Everitt, an adjunct professor of physics at Duke and senior research scientist at the Army’s Aviation and Missile RD&E Center at Redstone Arsenal, AL. “For the last few years there has been a recognition that this property might be applied to catalysis.”

Xiao Zhang, a graduate student in Jie Liu’s lab, synthesized rhodium nanocubes that were the optimal size for absorbing near-ultraviolet light. He then placed small amounts of the charcoal-colored nanoparticles into a reaction chamber and passed mixtures of carbon dioxide and hydrogen through the powdery material. When Zhang heated the nanoparticles to 300 degrees Celsius, the reaction generated an equal mix of methane and carbon monoxide, a poisonous gas. When he turned off the heat and instead illuminated them with a high-powered ultraviolet LED lamp, Zhang was not only surprised to find that carbon dioxide and hydrogen reacted at room temperature, but that the reaction almost exclusively produced methane. “We discovered that when we shine light on rhodium nanostructures, we can force the chemical reaction to go in one direction more than another,” Everitt said. “So we get to choose how the reaction goes with light in a way that we can’t do with heat.”

This selectivity — the ability to control the chemical reaction so that it generates the desired product with little or no side-products — is an important factor in determining the cost and feasibility of industrial-scale reactions, Zhang says. “If the reaction has only 50 percent selectivity, then the cost will be double what it would be if the selectively is nearly 100 percent,” Zhang said. “And if the selectivity is very high, you can also save time and energy by not having to purify the product.” Now the team plans to test whether their light-powered technique might drive other reactions that are currently catalyzed with heated rhodium metal. By tweaking the size of the rhodium nanoparticles, they also hope to develop a version of the catalyst that is powered by sunlight, creating a solar-powered reaction that could be integrated into renewable energy systems.

“Our discovery of the unique way light can efficiently, selectively influence catalysis came as a result of an on-going collaboration between experimentalists and theorists,” Liu said. “Professor Weitao Yang’s group in the Duke chemistry department provided critical theoretical insights that helped us understand what was happening. This sort of analysis can be applied to many important chemical reactions, and we have only just begun to explore this exciting new approach to catalysis.”

Paper: Xiao Zhang, Xueqian Li, Du Zhang, Neil Qiang Su, Weitao Yang, Henry O. Everitt, Jie Liu. Product selectivity in plasmonic photocatalysis for carbon dioxide hydrogenation. Nature Communications, 2017; 8: 14542 DOI: 10.1038/NCOMMS14542