SIEMENS

Es klingt wie Science-Fiction. Asteroiden werden in eine Umlaufbahn um den Mond geschleppt, bevor Maschinen und Ausrüstung darauf landen und dort Rohstoffe wie Eisen, Platin oder Seltene Erden fördern. Die Weltöffentlichkeit staunte nicht schlecht, als im April 2012 eine weithin unbekannte US-Firma dieses Geschäftsmodell erstmals vorstellte. Was zunächst nach einem Aprilscherz klang, ist ein ernstgemeinter Plan. „Planetary Resources“ heißt das Unternehmen, das sich das Erreichen dieses Ziels auf die Fahnen geschrieben hat. Machbarkeitsstudien mehrerer Institute zeigten, dass ein solches Projekt bereits 2025 umgesetzt werden könnte.

Die Intention dahinter erscheint logisch: So hat etwa die Denkfabrik “Global Footprint Network” ausgerechnet, dass wir bis zum Jahr 2050 zwei bis drei Erden bräuchten, wenn wir unseren derzeitigen Ressourcenverbrauch nicht einschränken. Gleichzeitig fliegen gigantische Vorkommen an Metallen und Erzen in Form von unzähligen Asteroiden an der Erde vorbei. Wäre deren Ausbeutung also das Ende unserer Ressourcenverknappung? Vielleicht – aber wahrscheinlicher ist, dass es eher zu teuer und zu kompliziert wäre. Wesentlich wichtiger und naheliegender ist es, sparsam mit den Ressourcen der Erde umzugehen. Doch das ist für viele Staaten eine Mammutaufgabe. Denn letztlich müssen die beiden größten Herausforderungen unserer Zeit gleichzeitig gelöst werden: der Kampf gegen den Klimawandel und gegen die Ressourcenverknappung. Das geht nur mit einem massiven Umbau des Wirtschafts- und Energiesystems hin zu mehr Nachhaltigkeit. Das eine erfordert verstärkte Wiederverwendung von Rohstoffen, Recycling und Kreislaufwirtschaft, das andere eine deutliche Steigerung des Anteils erneuerbarer und möglichst kohlenstofffreier Energiequellen – und zugleich müssen Stromerzeugung und -nutzung wesentlich effizienter werden. Und das alles nicht erst im Jahr 2025, sondern frühestmöglich.

Wie ein solches nachhaltiges Energiesystem aussehen könnte, zeichnet sich in Deutschland ab. Als erstes Land der Welt hat sich die Bundesrepublik in Folge der Nuklearkatastrophe in Japan im Jahr 2011 mit der Energiewende ehrgeizige Ziele für eine nachhaltige Energieversorgung gesetzt. Neben dem Ausstieg aus der Kernenergie bis 2022 sieht der Plan den massiven Ausbau der erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne (80 Prozent Anteil an der Stromerzeugung bis 2050) und die Reduktion der Treibhausgase vor (um 80 Prozent bis 2050 gegenüber 1990). „Die Energiewende ist das Jahrhundertprojekt der Deutschen. Sie ist richtig und wichtig“, sagt Michael Süß, CEO des Siemens-Sektors Energy. „Wie Deutschland das angeht, wird vom Ausland genau beobachtet.“

Und dafür braucht man neben den richtigen politischen Rahmenbedingungen vor allem auch die richtigen technischen Lösungen. „Es geht um Innovationen in allen Bereichen: Energieeffizienz, Stromübertragung, Erzeugung und Speicherung“, erklärt Jochen Homann, Präsident der Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen im Interview mit Pictures of the Future. „Die deutsche Industrie ist dabei einer der Garanten für das Gelingen der Energiewende.“ Und nicht nur das: Wird der Umbau des Energiesystems in Deutschland zum Erfolgsmodell, könnten die hier eingesetzten Lösungen zu Exportschlagern auf den Weltmärkten werden.

Die gute Nachricht: Um einen solch ehrgeizigen Plan wie den der Energiewende erfolgreich umzusetzen, muss das Technologie-Rad nicht neu erfunden werden: Viele der hierfür notwendigen Technologien und Lösungen stehen größtenteils bereits zur Verfügung oder werden derzeit entwickelt. Um die Energiesysteme erfolgreich auf Nachhaltigkeit zu trimmen, müssen auf neun verschiedenen Feldern Maßnahmen umgesetzt werden, die wie ein Puzzle perfekt ineinander greifen.

Zum Beispiel die erneuerbaren Energien: „Mittlerweile ist das Nischendasein der erneuerbaren Energien vorbei und sie sind ein wichtiger Faktor auf dem Strommarkt. Sie werden sich daher kurz- bis mittelfristig verstärkt dem Wettbewerb aussetzen müssen“, gibt Homann zu bedenken. Das gilt vor allem dann, wenn der Großteil des Stroms aus erneuerbaren Energien stammen soll. Insbesondere bei Wind ist dieses Wirtschaftlichkeitsziel relativ schnell erreichbar. So soll mit Innovationen, die Siemens Wind Power derzeit in seinen Laboren vorantreibt, Windstrom mittelfristig auch ohne Subventionen so kostengünstig wie Kohlestrom werden.

Autobahnen für Strom. Doch wenn der Strom aus erneuerbaren Energien vor allem dort erzeugt werden soll, wo sie reichlich anfallen – also Sonne in sonnenreichen Gebieten und Wind auf dem offenen Meer – ist es auch notwendig, die Transportnetze zu Stromautobahnen auszubauen. National und auch über Landesgrenzen hinweg. Hier bietet sich vor allem die Technik der Hochspannungsgleichstromübertragung an, die auf langen Strecken den Strom wesentlich effizienter übertragen kann als die klassischen Hochspannungs-Drehstrom-Leitungen.

In Deutschland hat die Bundesregierung Ende Mai 2012 mit den größten Energieversorgern des Landes den sogenannten Netzentwicklungsplan und damit die Eckdaten des Umbaus der Fernleitungsnetze veröffentlicht, inklusive 3.800 Kilometer neuer Trassen. „Wir erleben einen Boom der Erneuerbaren. Um die Windenergie zum Verbraucher zu bringen, brauchen wir dringend neue Stromautobahnen von Norden nach Süden“, erklärt Michael Süß die Notwendigkeit des Netzausbaus. Worauf man hierbei allerdings achten muss, ist, dass die Bürger nicht das Gefühl bekommen, dass die Energiewende und der Ausbau der Netze über ihren Kopf hinweg entschieden wird. „Die Energiewende muss auch in den Köpfen der Menschen stattfinden“, mahnt Süß. „Es kann nicht sein, dass jeder Strommast umkämpft ist. Der Ausbau der erneuerbaren Energien ist gewollt, aber ohne zusätzliche Infrastrukturen nicht zu machen.“

Der starke Einsatz erneuerbarer Energien erfordert aber nicht nur den Ausbau des Stromnetzes. Denn Strom aus Wind und Sonne fluktuiert je nach Wetterlage. Stromspeicher, die überschüssige Energie über Stunden, Tage und notfalls sogar Wochen speichern und bei Flaute ins Netz speisen können, sind daher langfristig ein Muss. Hierzu gehört neben der Entwicklung von
Wasserstoff-Elektrolyse und -Speicheranlagen auch die Stromspeichertechnologie Siestorage des Siemens-Sektors Infrastructures & Cities. Sie ist ein modular aufgebauter Speicher, der auf Lithium-Ionen-Akkumulatoren basiert, 500 Kilowattstunden Strom speichert (den durchschnittlichen Tagesverbrauch von 50 Haushalten) und kurzzeitige – sekunden- oder minutenlange – Schwankungen der Leistung aus erneuerbaren Quellen puffern soll. Doch auch der massive Ausbau von Speichertechnologien wird nicht ausreichen. Gleichzeitig müssen auch konventionelle Kraftwerke vorhanden sein, um eine gewisse Grundlast zur Verfügung zu stellen und künftig auch als Backup-Lösung plötzlich fehlenden Strom schnell ins Netz einzuspeisen. Hierfür eignen sich besonders schnellstartfähige und hocheffiziente Gaskraftwerke.

Millionen von Energieerzeugern. Ob Solar-, Wind- oder Biomasseanlagen, kleine Blockheizkraftwerke im Keller oder die großen konventionellen Kraftwerke: Speisten vor 15 Jahren noch wenige Hundert Energieerzeuger Strom in die deutschen Netze, so werden dies künftig Millionen sein. Die bisherigen Konsumenten von Energie werden dadurch immer mehr auch zu Produzenten, zu „Prosumern“. Diese Tatsache und die fluktuierenden Einspeisungen der erneuerbaren Energien machen intelligente Stromnetze, sogenannte Smart Grids, nötig, die die Verteilnetze stabil halten und ein intelligentes Strommanagement ermöglichen.

Dazu gehört auch ein cleveres Verbrauchsmanagement. Denn aus oben genannten Gründen fordern regenerative Energiequellen einen schlauen Umgang mit dem aktuell verfügbaren Energieangebot. Es gibt viele Möglichkeiten, den Stromverbrauch gezielt zu senken, wenn etwa das Angebot niedrig und die Strompreise hoch sind. So spielt es etwa bei Kühlhäusern, Klimaanlagen oder Haushaltsgeräten meist keine Rolle, wenn sie kurzzeitig abgeschaltet werden.

Das zeigt, dass der sauberste Strom immer der ist, der nicht verbraucht wird. Eine effiziente Energienutzung ist daher einer der wichtigsten Puzzlesteine für ein nachhaltiges Energiesystem. Das gilt vor allem für die Industrie, die mit einer hohen Effizienz ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern kann, weil dann ihre Ausgaben für Energie sinken. Aber auch der Verkehr und Gebäude müssen effizienter werden. Letztere sind für 40 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs verantwortlich, dabei ließe sich mit einfachen Maßnahmen rund ein Viertel dieser Energie wieder einsparen. Siemens etwa stattet weltweit Gebäude mit energieeffizienter Technologie aus. Das Resultat sind einige der nachhaltigsten Häuser der Welt.

Vielfach hat Siemens bei den Modernisierungen der Gebäude die Erfahrung gemacht, dass diese wichtigen Effizienzsteigerungen nur mit Hilfe cleverer Finanzierungsmöglichkeiten zu stemmen sind: vor allem bei Kommunen und Städten, damit sie trotz knapper Kassen ihren Energieverbrauch senken können. Ein Beispielmodell ist das Energiesparcontracting von Siemens, bei dem der Kunde keine Erstinvestitionen bei der Modernisierung seiner Gebäude tätigen muss. Er begleicht seine Raten lediglich mit den eingesparten Energiekosten.

Wichtiges Ziel: Versorgungssicherheit. Bei all diesen Maßnahmen, die für ein nachhaltiges Energiesystem notwendig sind, muss ein Ziel immer oberste Priorität haben: die Versorgungssicherheit. Energie muss auch in Zukunft zuverlässig verfügbar und bezahlbar sein. „Wir können davon ausgehen, dass sich die Netzentgelte und somit auch die Strompreise erhöhen werden“, erklärt Bundesnetzagentur-Präsident Homann. „Dabei müssen die Kosten so gering wie möglich gehalten werden, also die Netze nur so weit ausgebaut werden, wie es für die Versorgungssicherheit nötig ist. Außerdem müssen die Kosten transparent sein und fair auf verschiedene Verbrauchergruppen verteilt werden.“ Gleichzeitig muss die Energieversorgung unter allen Umständen auch zuverlässig sein – vor allem in einem hochindustrialisierten Land wie Deutschland. Eine anfällige Energieversorgung oder ein flächendeckender Blackout wie jener im Juli 2012 in Indien, bei dem rund 600 Millionen Menschen zum Teil für zwei Tage ohne Strom waren, würde die Wettbewerbsfähigkeit der Bundesrepublik gefährden.

Diese neun Maßnahmen müssen daher ineinander greifen wie Puzzlesteine. Im entsprechenden Rahmen – das heißt, mit den richtigen politischen Rahmenbedingungen für die Förderung der erneuerbaren Energien, der Energieeffizienz, sowie für Netzausbau, Netzentgelte und Forschung und Entwicklung – kann dies ein stimmiges Gesamtbild ergeben. Dann kann die Energiewende gemeistert werden – und die dafür entwickelten Produkte können sich zu Exportschlagern auf den Weltmärkten entwickeln, denn auch andere Nationen werden über kurz oder lang ihren Weg zu einer nachhaltigen Energieversorgung finden müssen.

Ein Beispiel für ein nachhaltiges Energiesystem wird zur Zeit im deutschen Mittelgebirge Harz implementiert und getestet. Diese Region ist stark durch erneuerbare Energien geprägt: Wind, Sonne und andere alternative Energien tragen im Landkreis Harz zu über 60 Prozent zur Stromversorgung bei. Doch wie kann zugleich auch eine nachhaltige Mobilität erreicht werden – bei hoher Stabilität der Stromnetze sowie unter Berücksichtigung von Wirtschaftlichkeit und Versorgungssicherheit? Das von mehreren Bundesministerien geförderte Forschungsprojekt Harz.EE-mobility, in dem unter anderem Siemens, der Mobilfunkanbieter Vodafone, der Energieversorger E.ON und die Deutsche Bahn mitwirken, untersucht, wie regional erzeugte, erneuerbare Energien optimal für Elektrofahrzeuge genutzt und in ein intelligentes Stromnetz eingebunden werden können. Das ist sozusagen eine Energiewende „in klein“, die nicht nur dem Klimawandel entgegentritt. Auch die Ressourcen werden geschont – und das ganz ohne Hilfe von Raumschiffen und Asteroiden.