Förderer
Ein besonderer Dank gilt der Vector Stiftung in Stuttgart für die langjährige Zusammenarbeit und die Unterstützung der Arbeiten an diesem Projekt. Gemeinsam mit dem Projekt „Global Energy Perspectives“, gefördert durch das Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ), konnten diese Arbeiten erfolgreich durchgeführt werden.
Danksagungen
Für den während der gesamten Projektlaufzeit anhaltenden wertvollen inhaltlichen Austausch sei den involvierten Experten von Global Energy Solutions e.V. gedankt, insbesondere Bert Beyers, Christof von Branconi, Thomas Frewer, Jens Wagner und Hans-Jürgen Wernicke.
Ein großer Dank gilt Andreas Löschel und seinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern am Lehrstuhl für Umwelt-/Ressourcenökonomik und Nachhaltigkeit an der Ruhruniversität Bochum, insbesondere Christoph Feldhaus und Johanna Ohlig, für die Zusammenarbeit in diesem Projekt allgemein und im Speziellen für die Umfragen zum Thema Carbon Capture.
Außerdem vielen Dank an Abderrazak El Badraoui für seine Beiträge zur Klassifizierung von Ländergruppen in Hinblick auf eine erfolgreiche Energie- und Klimawende.
Für Unterstützung unterschiedlicher Art sei den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Forschungsinstituts für anwendungsorientierte Wissensverarbeitung/n (FAW/n) gedankt, insbesondere Jürgen Dollinger, Michael Gerth, Oleksandra Shtein und Regina Simon.
Ein großer Dank gilt Nikolas Lokau für seine Arbeiten bei der Formatierung und im Layout.
Vielen Dank an Ilse und Gerhard Wendlik für die Unterstützung bei der administrativen Projektarbeit.
Executive Summary
Den Autorinnen und Autoren dieses Berichts ist kein technisch machbares, ökonomisch tragfähiges und global umsetzbares Gesamtkonzept für den Umgang mit der Energie- und Klimakrise bekannt – schon gar nicht in der Form, dass es für bald 10 Milliarden Menschen Wohlstand, Freiheit und die Einhaltung der Ziele für globalen Klima- und Umweltschutz erreicht.
Das vorliegende Projekt entwickelt daher im Tandem mit dem Projekt „Global Energy Perspectives“ eine „Referenzlösung für ein weltweites klimaneutrales und Wohlstand schaffendes Energiesystem“. Das Lösungs-Narrativ des entwickelten Ansatzes wird „All in“ genannt. Dabei wird auf alle technologischen Optionen zurückgegriffen, offene Märkte werden befürwortet und die Restaurierung und nachhaltige Bewirtschaftung Natur spielt eine wichtige Rolle zur Erreichung sozialer, ökonomischer und ökologischer Ziele. Im politischen Bereich besitzt hingegen das Narrativ „All electric“ einen enormen Einfluss. In diesem Ansatz werden sämtliche fossile Energieträger durch Neue Erneuerbare Energien (Wind und Sonne) ersetzt. Da diese im ersten Schritt ausschließlich Energie in Form von Strom produzieren, muss in der Folge ein Großteil der Endanwendungen, die Verbraucher, elektrifiziert werden. Aktuell basiert ein Großteil energetischer Anwendungen aber auf dem Einsatz von Energie in Form von Molekülen: Kohle, Gas und Öl sowie daraus abgeleitete Produkte wie Diesel, Kerosin oder Benzin. Dahinter steckt, dass die Natur große Energiespeicherleistungen (nur) über Moleküle realisiert hat, nicht über Strom.
Der vorliegende Bericht diskutiert einerseits die Ansätze „All in“ und „All electric“ auf der Ebene der Narrative. Andererseits beschäftigt er sich auf der ökonomisch-technischen Ebene mit zwei Technologiebereichen, die im Kontext der Narrativ-Diskussion besonders interessant sind: (1.) den Kohlekraftwerken, die weltweit für etwa 20–25 % der Treibhausgas-Emissionen verantwortlich sind, aber eine enorme Bedeutung für den Wohlstandsaufbau der Entwicklungs- und Schwellenländer haben und (2.) den Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren, von denen weltweit rund 1,4 Milliarden im Einsatz sind (davon etwa 400 Millionen Lkw) und die als Rückgrat der Mobilität und des Güterverkehrs ebenfalls eng mit den Wohlstandsambitionen der Nicht-Industriestaaten verbunden sind.
Im Ergebnis ist eine globale Energie- und Klimawende im Sinne des „All electric“-Ansatzes mit teils enorm höheren Kosten für die jeweilige Gesellschaft verbunden. Durch die gezielte Förderung einzelner Technologiepfade wird das Potential für eine hohe techno-ökonomische Effizienz verspielt, das in einem technologieoffenen „All in“-Ansatz steckt. Dieses Geld fehlt an anderer Stelle, z. B. im Bildungsbereich, zur Bewältigung der Herausforderung einer immer älter werdenden Bevölkerung, der Digitalisierung, des Umweltschutzes etc. Außerdem löst ein „All electric“-Ansatz das Klimaproblem nicht. Dies ist vielleicht mit das wichtigste Argument für den Vorzug des „All in“-Ansatzes; denn hier existiert eine realistische Chance auf Klimaneutralität im Zeitraum von 2050–2070 und ein wirtschaftliches (BIP-) Wachstum für die Entwicklungs- und Schwellenländer von durchschnittlich 6 % pro Jahr zwischen 2025–2050.
Eine große Chance und ein wichtiges Lösungskonzept besteht in der Kombination der Kohlekraftwerke mit den Verbrennungsmotoren. Mithilfe des großflächigen Einsatzes von Carbon-Capture-Technologie können CO2-Emissionen direkt an ihrer Punktquelle, den Kohlekraftwerken abgefangen werden, um dann zusammen mit Wasserstoff zu synthetischen Kraftstoffen weiterverarbeitet zu werden. Methanol als direktes Syntheseprodukt und dessen Derivate wie Methanol-Benzin, -Diesel, -Kerosin und -Schiffsdiesel sind dabei wichtig.
Allein in China existiert ein Potential für die Umrüstung von Kohlekraftwerken auf Carbon Capture von etwa 250–565 Gigawatt mit Vermeidungskosten von unter 60 US-Dollar pro Tonne CO2, inklusive Abfangen, Verflüssigung des CO2 und dessen Transport zu einer geeigneten Lagerstätte. Das entspricht etwa 25–50 % des chinesischen Kohlekraftwerksparks, wobei in China etwa die Hälfte der weltweiten Kapazität installiert ist.
Betrachtet man die gesamte Wirkungskette im Mobilitätssektor, von der Bereitstellung der notwendigen Energie bis hin zum tatsächlichen Fahren auf der Straße (Well-to-Wheel) zeigt sich für unterschiedliche Szenarien, dass Konzepte unter Einbeziehung synthetischer Kraftstoffe in einer globalen Betrachtung in Bezug auf die Systemkosten günstiger abschneiden als Mobilitätskonzepte, die rein auf batterieelektrischen Fahrzeugen und damit auf einer Elektrifizierung des Verkehrs beruhen.
Dies spiegelt einen generellen Trend wider, dass nämlich Technologiemix-Szenarien kostengünstiger und besser zur Zielerreichung geeignet sind als eingeschränkte Technologiepfade.
