Was an der Steckdose hängt

I. Was wir da anschließen

Schauen Sie kurz auf die nächstliegende Steckdose. Drei Löcher in einer Plastikplatte, in einer Wand verankert, unscheinbar — und doch hängt an dieser Steckdose alles, was in Ihrem Leben Strom braucht. Das Licht über Ihnen, der Kühlschrank in der Küche, das Telefon in Ihrer Hand, der Computer auf dem Tisch, irgendwann auch das Auto in der Garage.

Was diese Steckdose Ihnen anbietet, beginnt nicht in der Wand. Es beginnt typischerweise in einem Kraftwerk, das oft hunderte Kilometer entfernt steht. Von dort fließt der Strom über Hochspannungsleitungen, Umspannwerke, Trafohäuser, Niederspannungsleitungen bis zu Ihrem Hausanschluss, durch den Stromzähler, in den Sicherungskasten, durch das Wandkabel, in diese Steckdose, in Ihr Gerät.

In dem Strom, der heute aus dieser Steckdose kommt, steckt ein Mix. Je nach Land und Tageszeit unterschiedliche Anteile aus Sonne, Wind, Wasser, Erdgas, Kohle, in manchen Ländern Kernkraft. Was alle Mixe gemeinsam haben: ein erheblicher Teil dessen, was an dieser Steckdose ankommt, hat unterwegs CO₂ produziert — bei der Verbrennung in fossilen Kraftwerken, bei der Förderung des Brennstoffs, beim Transport.

Die vier Hebel der Provolution-Domain C lassen sich an dieser einen Steckdose durchspielen. Wir schauen sie der Reihe nach an: was hinter der Steckdose passieren müsste, damit der Strom kein Klimaproblem mehr ist. Vier Schritte, von der Quelle zur Steckdose und zurück.

II. Der Strom, der vom Himmel kommt

Erster Hebel. Was, wenn der Strom hinter dieser Steckdose nicht mehr aus brennenden Brennstoffen käme, sondern aus Wind, Sonne und Wasser?

Das ist physikalisch möglich. Sonne und Wind liefern auf der Erde jeden Tag ein Mehrfaches dessen, was die Menschheit an Energie braucht. Die Technik dafür ist da: Photovoltaik-Module sind in den letzten zwanzig Jahren auf einen Bruchteil ihres Preises gefallen. Windturbinen produzieren heute Strom günstiger als jedes neu gebaute Kohlekraftwerk. Im Provolution-Kanon ist das so beziffert: Solar und Wind liefern Strom zu Kosten zwischen 30 und 40 Euro pro Megawattstunde, während Kohle zwischen 60 und 100 Euro liegt. Erneuerbar ist nicht mehr die teure Variante. Sie ist die günstige.

Wenn weltweit 80 Prozent des Strommixes erneuerbar wären — gegenüber heute rund 20 Prozent —, dann käme aus der Steckdose ein Strom, der pro Kilowattstunde fast kein CO₂ mehr trägt. Allein dieser eine Umstieg, durchgeführt über die nächsten zwei Jahrzehnte, würde die globalen CO₂-Emissionen um rund 15 Milliarden Tonnen pro Jahr senken. Das ist der größte einzelne Klima-Hebel der Energie-Domäne — und einer der größten des gesamten Provolution-Frameworks überhaupt.

Es ist nicht alles trivial. Erneuerbare brauchen Materialien: Kupfer für Leitungen (rund 50 Prozent Mehrbedarf gegenüber heute), Lithium und Kobalt für Batterien, seltene Erden für Windturbinen. Recycling-Infrastruktur ist kritisch, sonst verschiebt sich das Problem nur. Sie brauchen Fläche — etwa 0,5 bis 1 Prozent der weltweiten Landfläche für die Anlagen —, was nach wenig klingt, aber ein politisches Thema ist, wenn diese Flächen mit Landwirtschaft oder Naturschutz konkurrieren. Sie schaffen Jobs — rund 40 Millionen neue weltweit — und sie zerstören gleichzeitig welche — rund 15 Millionen in der fossilen Industrie. Diese Verschiebung muss gestaltet werden, sonst kippt sie soziale Verträge.

Aber das technische und ökonomische Fundament steht. Dänemark zieht 90 Prozent seines Stroms aus Wind. Costa Rica deckt seit Jahren 98 Prozent aus erneuerbaren Quellen, Island sogar 100 Prozent. Das ist nicht Zukunftsmusik. Es ist Gegenwart, an manchen Stellen, und hinkt anderswo nur hinterher.

Das ist Hebel C11: Erneuerbare Integration. Die Steckdose, hinter der die Sonne hängt.

III. Wo der Strom wartet, bis er gebraucht wird

Zweiter Hebel. Die Sonne scheint nicht nachts. Der Wind weht unregelmäßig. Wenn der Strom hinter der Steckdose erneuerbar wäre, müsste etwas dafür sorgen, dass er auch dann da ist, wenn weder Sonne noch Wind gerade liefern.

Das tut die Energie-Speicherung. Es ist keine einzige Technologie, sondern eine Familie davon: Batterien für die schnellen Stunden- und Tages-Schwankungen; Pumpspeicher-Kraftwerke, die Wasser nachts mit Überschussstrom in höhere Becken pumpen und tagsüber bei Bedarf wieder ablaufen lassen; Wasserstoff, der aus Überschuss-Strom hergestellt und später wieder zu Strom oder als Brennstoff genutzt werden kann; thermische Speicher, die Wärme über Stunden bis Wochen halten.

Bisher steht weltweit etwa eine halbe Terawattstunde an Speicher-Kapazität bereit. Für ein vollständig erneuerbares Stromsystem werden rund drei Terawattstunden benötigt — also etwa das Sechsfache des heutigen Bestands. Das ist eine Aufgabe, aber eine machbare. Die Kosten für Lithium-Batterien sind in den letzten zehn Jahren von 300 Euro pro Kilowattstunde auf rund 50 Euro gefallen. Pumpspeicher kostet sogar nur etwa 20 Euro pro Kilowattstunde, ist aber an geografische Bedingungen gebunden. Wasserstoff ist noch teurer, aber für die langfristige Speicherung — über Wochen und Monate — die wichtigste Option.

Mit ausreichend Speicherung sinkt das, was im Branchen-Jargon Curtailment heißt — das Abregeln von Wind- und Solar-Anlagen, wenn das Netz die Leistung gerade nicht aufnehmen kann — von heute etwa 15 Prozent auf 2 Prozent. Damit wird auch die letzte Verschwendung erneuerbarer Energie behoben. Die globale Klimawirkung dieses einen Hebels liegt im Provolution-Kanon bei rund 2 Milliarden Tonnen CO₂ pro Jahr.

Das ist Hebel C12: Energie-Speicherung. Die Steckdose, hinter der ein Reservoir wartet.

IV. Das Netz, das mit-denkt

Dritter Hebel. Selbst mit erneuerbarer Erzeugung und ausreichender Speicherung muss das Netz dazwischen mitspielen.

Heutige Stromnetze sind, in der Sprache der Branche, “dumb”. Sie transportieren Strom von wenigen großen Kraftwerken zu vielen Verbrauchern, in eine Richtung, ohne in Echtzeit zu wissen, wo was passiert. In einer Welt mit Millionen kleiner Erzeuger (Solar-Dächer, Wind-Parks unterschiedlicher Größe) und Verbrauchern, die plötzlich auch einspeisen (E-Autos, Heimbatterien), funktioniert das nicht mehr.

Smart Grids ändern das. Sie kommunizieren bidirektional, lesen sich selbst in Sekunden-Auflösung, regeln Last und Erzeugung automatisch, erkennen Störungen, bevor sie zu Stromausfällen werden. Italien hat als erstes Land flächendeckend Smart Meter installiert — 40 Millionen davon — und seine Netzverluste um 30 Prozent reduziert. Eine Stadt namens Boulder in Colorado hat das gleiche Prinzip auf Stadt-Ebene umgesetzt und ihren Anteil erneuerbarer Energie um die Hälfte erhöht.

Wenn weltweit zwei Milliarden Smart Meter installiert wären — gegenüber heute einem niedrigen einstelligen Anteil davon —, dann würden die Netzverluste insgesamt von 10 auf 5 Prozent sinken, die Spitzenlast um 20 Prozent gedämpft, das Risiko großflächiger Stromausfälle um 60 Prozent reduziert. Das Netz hört auf, ein Engpass zu sein, und wird zum Vermittler zwischen vielen Erzeugern und vielen Verbrauchern. Klimawirkung im Kanon: rund 1,8 Milliarden Tonnen CO₂ pro Jahr.

Das ist Hebel C13: Smart Grids. Die Steckdose, hinter der ein denkendes Netz steht.

V. Die Steckdose, die selbst zum Kraftwerk wird

Vierter Hebel. Bisher haben wir die Steckdose so betrachtet, als wäre sie ein Endpunkt — dort kommt der Strom an, nachdem er von woanders erzeugt wurde. Aber das ist heute schon nicht mehr ganz wahr.

Wenn auf Ihrem Dach Solarmodule liegen, sind Sie zugleich Verbraucher und Erzeuger. Sie verbrauchen Strom für Ihren Haushalt und speisen den Überschuss ins Netz ein. Im Branchen-Jargon heißt das Prosumer. Wenn in Ihrer Straße ein paar solche Häuser zusammen einen kleinen Akku-Speicher betreiben und sich gegenseitig mit Strom versorgen, ist das ein Mikro-Grid. Wenn die Bewohner einer Siedlung das gemeinsam tun, ist das Community Energy.

Diese Bewegung ist nicht nur ein technischer Pfad, sondern auch eine politische. Sie verschiebt Macht vom zentralen Energiekonzern zur lokalen Gemeinschaft. In Brooklyn funktioniert das schon, peer-to-peer, über eine Blockchain-Plattform. In Ostafrika erreichen Pay-as-you-go-Solar-Systeme bereits über eine Million Haushalte, die nie an ein zentrales Stromnetz angeschlossen waren — eine Variante von Energie-Versorgung, die nicht über Großinfrastruktur geht, sondern direkt zu den Menschen.

Wenn weltweit der Anteil der Prosumer von heute rund einem Prozent auf 30 Prozent steigt — und 10 Millionen Mikro-Grids entstehen, wo heute 100.000 stehen —, dann erreichen wir nicht nur eine zusätzliche Milliarde Menschen mit Stromzugang. Wir machen das Netz auch robuster. Großflächige Stromausfälle dauern dann nicht mehr tagelang wie nach dem Hurrikan in Puerto Rico 2017, weil dezentrale Inseln autonom weiterlaufen können. Klimawirkung: rund 1,2 Milliarden Tonnen CO₂ pro Jahr.

Das ist Hebel C14: Dezentrale Versorgung. Die Steckdose, die selbst zum Kraftwerk wird.

VI. Was nicht mehr gebraucht wird

Während diese vier Hebel zusammen wirken, lösen sich auf der anderen Seite Strukturen auf, die das fossile Stromsystem über das letzte Jahrhundert geprägt haben.

Kohleminen werden überflüssig. Erdgas-Pipelines verlieren Verkehr. Erdöl-Förderung — soweit sie Strom-Erzeugung oder Heizung speist — schrumpft. Großkraftwerke werden in Reihenfolge ihres Alters und ihrer Kosten abgeschaltet. Mit ihnen verschwindet ein Großteil der Luftverschmutzung in den umliegenden Regionen — fossile Kraftwerks-Emissionen sind nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation einer der bedeutendsten globalen Treiber vorzeitiger Todesfälle.

Auch geopolitisch verschiebt sich etwas. Die heutigen Erdöl- und Erdgas-Mächte verlieren das Erpressungs-Potenzial, mit dem sie zum Teil ihre Außenpolitik betreiben. Strom aus Sonne und Wind wird in der Region produziert, in der er verbraucht wird. Das Stromnetz wird multi-polar, nicht mehr abhängig von einigen wenigen Lieferländern.

Und nicht zuletzt: die Energiekosten für Haushalte und Industrie sinken. Im Provolution-Kanon ist das mit rund 30 Prozent Reduktion in der Vollumsetzung der vier Hebel zusammen beziffert. Strom wird nicht nur sauberer, sondern auch billiger — und nimmt damit ökonomischen Druck aus Haushalten, gerade in einkommensschwachen Schichten.

VII. Eine Hand am Schalter

Berühren Sie die Steckdose einen Moment. Sie ist gleich, ob der Strom dahinter aus einer Braunkohlegrube oder aus einem Solarpark in Andalusien kommt. Drei Löcher in Plastik, ein Hausanschluss, ein Gerät am anderen Ende.

Aber alles hinter der Steckdose ist nicht mehr gleich.

In einer Welt, in der die vier Hebel der Domain C umgesetzt wären, käme aus dieser Steckdose:

• Strom aus Wind, Sonne und Wasser, der pro Kilowattstunde praktisch kein CO₂ trägt;
• gespeichert in einem System aus Batterien, Pumpspeichern und Wasserstoff, das Erzeugung und Verbrauch über Stunden, Tage und Wochen entkoppelt;
• transportiert über ein Netz, das in Echtzeit weiß, wo Strom gebraucht wird, und sich selbst stabil hält;
• ergänzt durch Strom, der vor Ihrer Haustür erzeugt wird, vielleicht sogar auf Ihrem Dach.

Multiplizieren Sie diese eine Steckdose mit den Milliarden Steckdosen, an denen Menschen jeden Tag Geräte anschließen. Das ist die Größenordnung, in der allein diese eine Domain wirkt — rund 16 Milliarden Tonnen CO₂ pro Jahr weniger, wenn alle vier Hebel zusammen umgesetzt sind. Das entspricht den heutigen Emissionen einer großen Industrienation, mehrfach.

Eine Hand am Schalter. Was dahinter passiert, ist heute eine Frage der politischen und wirtschaftlichen Wahl, nicht mehr eine Frage der Technik.