Pictures of the Future Frühjahr 2007
Technik für die Umwelt – Trends
Letzte Ausfahrt vor dem Klimawandel
Der Klimawandel ist bereits Realität. Wie er sich jedoch in den nächsten Jahrzehnten entwickeln wird – ob zur Katastrophe oder zu einer Situation, die noch beherrschbar bleibt –, ist offen. Noch haben wir die Chance, den weiteren Weg selbst zu bestimmen: mit effizienten, energiesparenden Technologien.
Zunehmende Orkane, die Überflutung Jakartas, der wärmste Winter seit über 100 Jahren in Deutschland – was das Schlagwort Klimawandel bedeuten kann, lässt das Wetter der vergangenen Monate erahnen. Seit Februar 2007 haben wir es auch schriftlich: Nach 1990, 1995 und 2001 hat der Klimarat der Vereinten Nationen, das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), in seiner vierten Studie erneut die aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnisse zusammengefasst und einen Konsens von 130 Staaten erreicht. Er macht deutlicher als je zuvor, dass uns die ersten Ausläufer des Klimawandels bereits erreicht haben und dass der Mensch die Hauptursache ist: "Es gilt als gesicherte Erkenntnis, dass im weltweiten Durchschnitt menschliches Handeln seit 1750 das Klima erwärmt hat – vorrangig durch den Verbrauch fossiler Brennstoffe, die Landwirtschaft und eine geänderte Landnutzung", heißt es in der Studie. Als Folgen werden prognostiziert: Extreme Wetterereignisse wie Hitzewellen, heftige Niederschläge sowie ein Anstieg des Meeresspiegels. In welcher Intensität dies die Menschheit treffen wird – das bleibt die entscheidende Frage, deren Antwort laut den Klimaforschern vom menschlichen Handeln abhängt.
Lebensräume in Gefahr: Wegen des Klimawandels drohen Stürme, Trockenheiten und Überflutungen. Gletscher und Eiskappen schmelzen, und Tieren – etwa Eisbären – wird die Lebensgrundlage entzogen
Die Europäische Union hat sich zum Ziel gesetzt, den CO2-Ausstoß als eine der wichtigsten Ursachen der Klimaerwärmung bis 2020 im Vergleich zu 1990 um mindestens 20 % zu reduzieren. Beispielsweise soll der Schadstoffausstoß neu zugelassener Autos in Europa ab 2012 auf 120 g CO2 pro Kilometer gesenkt werden (heute etwa 160 g/km). Kalifornien hat sich als erster US-Bundesstaat verpflichtet, seine CO2-Emissionen bis 2020 zu verringern – und zwar um 25 %. Auch China hat die Notwendigkeit erkannt: Die Regierung plant im nächsten Fünfjahresplan einen Etat von 175 Mrd. US-$ für umweltschützende Maßnahmen ein. Und Australien will ab 2010 den Verkauf herkömmlicher Glühlampen verbieten.
Energiesystem neu definieren. Langfristig sei dies aber noch nicht ausreichend, um nachhaltige Umweltschäden zu verhindern, betont der Direktor des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung, Prof. Hans Joachim Schellnhuber, im Interview: "Es ist nicht daran zu rütteln, dass wir die globalen CO2-Emissionen bis 2050 gegenüber 1990 halbieren müssen." Auf dem Weltwirtschaftsforum (WEF) Ende Januar 2007 in Davos plädierten Top-Manager und Politiker für verstärkte Anstrengungen zum Klimaschutz. Ein wichtiger Türöffner war sicherlich der Bericht, den der britische Regierungsberater Sir Nicholas Stern Ende Oktober 2006 vorlegte: Die Experten befassten sich darin erstmals mit den wirtschaftlichen Kosten des Klimawandels. Das Resultat ist ernüchternd: Bei weiter steigendem CO2-Ausstoß könnten sich die Kosten für klimabedingte Schäden auf bis zu 20 % des weltweiten Bruttoinlandsprodukts belaufen (siehe Die Kosten des Klimawandels). Gelingt es aber, den Temperaturanstieg auf weniger als 2 °C zu beschränken, so würde dies nur etwa 1 % der globalen Wirtschaftsleistung kosten. "Dazu muss aber das Weltenergiesystem auf eine neue, kohlenstoffarme Grundlage gestellt werden", betont Schellnhuber.
"Eine solche kohlenstoffarme Grundlage wäre auch wirtschaftlich verkraftbar, wenn man rechtzeitig und langfristig handelt", erklärt Dr. Georg Rosenbauer, CO2-Experte von Siemens Power Generation in Erlangen. "Allein der Ölpreisanstieg des vergangenen Jahres hat mehr gekostet, als weltweit im selben Zeitraum für die Minimierung des Klimaschadens hätte aufgewendet werden müssen. Technisch betrachtet werden wir die Voraussetzungen ebenfalls erfüllen können." Viele Technologien sind bereits heute verfügbar.
Zum Beispiel für Gebäude: Eine Altbausanierung spart bis zu 56 % der Raumwärme, die vier Fünftel des Energieverbrauchs von Privathaushalten ausmacht. Neubauten im Passivhaus-Standard könnten sogar über 90 % sparen. Die Förderung von Hybridmotoren, die Rückgewinnung von Bremsenergie oder andere Maßnahmen könnten helfen, einen Großteil der Emissionen im Verkehr zu reduzieren. Und auch beim Stromverbrauch gibt es Einsparmöglichkeiten: Viele Geräte lassen sich bis zu 70 % günstiger betreiben, und bei der Beleuchtung sparen Energiesparlampen und Leuchtdioden gegenüber herkömmlichen Glühlampen etwa 80 % Strom (siehe Energieverbrauch).
Neben solchen Maßnahmen auf der Verbraucherseite ist ein weiterer Hebel zur CO2-Reduzierung die Effizienzsteigerung von Kraftwerken. "Wären alle Kohlekraftwerke mit der modernsten Technologie ausgestattet, könnten wir ihren CO2-Ausstoß bereits um etwa 25 % reduzieren", sagt Dr. Klaus Kleinfeld, Vorstandsvorsitzender von Siemens und seit März 2007 Vorsitzender der Klimaschutzinitiative unter dem Dach des Bundesverbands der Deutschen Industrie. "Wenn wir noch Abtrennungstechnologien hinzunehmen, dann ließe sich der Ausstoß sogar um 80 % reduzieren." Auch diese Verfahren der Abtrennung und Lagerung von CO2 werden bei Siemens bereits entwickelt. Ein wichtiger Schritt war die Übernahme der Kohlevergasungs- und Syntheseaktivitäten der Schweizer Sustec-Gruppe 2006: Mit deren Verfahren lässt sich Kohle in Synthesegas umwandeln und in CO2 und Wasserstoff überführen. Letzterer verbrennt schadstoffarm – das CO2 wird abgetrennt und unterirdisch eingeschlossen (siehe Kraftwerke ohne Emissionen).
Energiesparen auf dem Stundenplan
Im Jahr 1999 erhielt Siemens den Auftrag, an 23 Schulen in Wien Energiepotenziale zu identifizieren und umzusetzen. Ziel des zehn Jahre laufenden Vertrags ist es, die Energiekosten jeder Schule um etwa 20 % zu senken. Das Besondere: Zusätzlich zu den technischen Optimierungen entwickelte Siemens zusammen mit den Lehrkräften das Programm ENOA (Energie-Oase), das den Schülern den bewussten Umgang mit Energie näher bringen soll. Fächerübergreifend erarbeiten Lehrer und Schüler Stromspar-Maßnahmen und setzen sie in schulinternen Wettbewerben in die Tat um. Mit Erfolg: Zwar mussten mancherorts Heizkessel installiert oder eine neue Wärmedämmung angebracht werden, doch die meisten Schulen konnten den Großteil der 20-Prozent-Marke mit Hilfe von ENOA erreichen. Den Rekord hält das Wiener Bundesrealgymnasium Rahlgasse: Mit Boilerabschaltungen am Wochenende, der Reduktion des Lichts und gezieltem Stoßlüften konnten jährlich 27 % der Energiekosten eingespart werden – ohne auch nur eine einzige technische Maßnahme getroffen zu haben.
Forschung für die Umwelt. Welche Bandbreite die Umweltaktivitäten von Siemens umfassen, macht Prof. Hermann Requardt, Leiter von Siemens Corporate Technology, deutlich: "Meiner Schätzung nach können mehr als die Hälfte unserer Ausgaben für Forschung und Entwicklung dem Umwelt- und Klimaschutz zugerechnet werden. Dazu gehört alles, was hilft, Energie umweltfreundlicher zu erzeugen und besser zu nutzen, effizientere Antriebe und Lampen ebenso wie intelligente Gebäudetechnik, das Energiespar-Contracting oder umweltfreundliche Produktionsverfahren."
Oder die Entwicklung eines Hybridkraftwerks, das die Vorteile einer Brennstoffzelle und einer Gasturbine miteinander vereint. Die Forscher erhoffen sich einen elektrischen Wirkungsgrad von etwa 70 % – ein neuer Weltrekord (siehe Brennstoffzellen-Kraftwerke).
Ebenso wichtig sind regenerative Energien. Schon heute versorgen gigantische Windparks – Siemens ist Weltmarktführer bei Offshore-Anlagen – Millionen Haushalte mit Strom. Etwa ein Fünftel des Stroms wird weltweit mit Wasserkraft erzeugt (siehe auch Wellenkraftwerk). Und auch die Erdwärme lässt sich CO2-frei anzapfen: Zurzeit stellt Siemens in Unterhaching bei München ein Geothermie-Kraftwerk fertig, das 6 000 Haushalte mit Strom und 20 000 mit Wärme versorgen kann (siehe auch Strom der Zukunft). Selbst aus Abfall lässt sich Energie gewinnen: So liefert Siemens die Steuerungstechnik für Abfallentsorgungsanlagen, die Hausmüll in Brennstoffe für Kraftwerke verarbeiten (siehe Energie aus Abfall). Und auch die Geschichte des Automobils ist keineswegs zu Ende: Mit dem Konzept des Radnabenmotors wollen Siemens-Forscher Elektromotoren direkt am Rad platzieren. Damit ließen sich bis zu 96 % der eingesetzten elektrischen Energie in Vortrieb umwandeln – 11 % mehr, als das effizienteste Hybridfahrzeug schafft (siehe Umweltfreundlicher Verkehr).
Das Fundament ist gelegt: Viele kohlenstoffarme Technologien wie die Brennstoffzelle (links), Offshore-Windparks (Mitte) oder Hybridmotoren für Fahrzeuge (rechts) sind bereits heute im Einsatz
Das Portfolio umweltfreundlicher Technologien ist schon heute groß – die Konkurrenz allerdings auch: "Die Welt der alternativen Energien ist nicht länger die Domäne von einigen Birkenstock tragenden Windenergie-Typen. Heute fördern die größten Unternehmen der Welt die Entwicklung solcher Technologien", sagte Dan Esty, Direktor des Centre for Environmental Law & Policy der Yale Universität in New Haven, Connecticut, auf dem WEF in Davos.
Etliche Firmen – so auch Siemens – sind Mitglied der Initiative 3C (Combating Climate Change). Dieser Zusammenschluss wurde Anfang 2007 vom schwedischen Stromversorgungsunternehmen Vattenfall ins Leben gerufen und setzt sich dafür ein, dass der notwendige Übergang zu einer CO2-armen Energiewirtschaft von Politik, Industrie und Verbrauchern gemeinsam angegangen wird. "Es ist höchste Zeit, zu handeln", appelliert Rosenbauer. "Noch haben wir die Möglichkeiten, langfristig die Weichen zu stellen. In zehn Jahren vielleicht nicht mehr."
Sebastian Webel