„Bei der Energiewende haben wir kein technisches, sondern ein Umsetzungsproblem“

15. November 2018 - 17:40 Uhr
von Katharina Wolf
zu  Blog, Branche der erneuerbaren Energien, Wissenswertes zur Windenergie

Leibniz Forschungszentrum Energie 2050, kurz LiFE 2050, unter diesem Namen bündelt die Universität Hannover ihre wissenschaftliche Arbeit zum Thema Energie. Welche Fragen beschäftigen die Forscher? Wie arbeiten die unterschiedlichen Disziplinen zusammen? Und wie wird unsere Energieversorgung 2050 aussehen? Ein Gespräch mit LiFE2050-Geschäftsführer Dr. Volker Schöber.

Herr Schöber, wenn man die Diskussionen zum Thema Energiewende verfolgt, bekommt man den Eindruck, es gibt viel mehr Fragen als Antworten. Was denken Sie als Wissenschaftler: Schaffen wir es, auf alle Fragen rechtzeitig eine gute Antwort zu finden?

Für viele Fragen gibt von der technischen Seite schon Antworten. Das bedeutet allerdings auch nicht, dass es keine wissenschaftlichen Fragestellungen mehr gibt, oder dass man Lösungen nicht noch verbessern kann und sollte. Im Moment sehe ich, dass eher der politische Wille fehlt, nun auch zu handeln, wo gehandelt werden muss, um den Weg zu unseren Klimazielen weiter zu verfolgen. Nehmen wir beispielsweise die Photovoltaik. Wir wissen, dass wir viel mehr Solarenergie für eine Energiewende bis 2050 benötigen. Es gibt auch schon viele Lösungen für PV auf Dächern und im Gebäudekontext. Trotzdem sehen wir in diesem Bereich keinen Ausbau-Boom. Auch in der Gesellschaft ist das Bewusstsein für den Klimaschutz verflacht. Das war vor fünf bis zehn Jahren noch anders. Damals konnte Deutschland seine klimapolitischen Ziele schon vorfristig erfüllen, jetzt hinken wir hinterher, weil in den letzten Jahren zu wenig passiert ist und wichtige Themen nicht angegangen werden.

Was müsste denn passieren?

Öffnet den Link in einem neuen Fenster

Es gibt bei vielen Themen individuelle Lösungen, aber keine klaren Ausbau- und Transformationspfade. Nehmen Sie das Beispiel Elektromobilität, einer unserer fünf Forschungsschwerpunkte in unserem LiFE 2050. Mittlerweile gibt es bezahlbare Elektroautos auch mit sinnvoller Reichweite, auch wenn wir noch viel mehr verfügbare Modelle benötigen. Es gibt auch Ladestationen, aber es gibt noch kein Bezahlsystem, mit dem jeder überall aufladen und abrechnen kann. Wir haben ja ein flächendenkendes Stromnetz zur Verfügung. Da müsste die Politik handeln und den richtigen Rahmen setzen. Lösungsmöglichkeiten haben viele Projekte im Förderprogramm Öffnet den Link in einem neuen Fenster„Schaufenster Elektromobilität“ vor einigen Jahren aufgezeigt. 

Woran arbeiten Sie bei LiFE 2050 aktuell?

Wir haben fünf Forschungsschwerpunkte, bei den wir bei unseren Verbundprojekte eine Fokus setzen: Windenergie, Solarenergie, elektrisches Versorgungsnetz, E-Mobilität und nachhaltige Mobilität sowie thermische Kraftwerke. Unser Ziel ist, interdisziplinär an diesen Themen zu forschen und zu arbeiten.Wir haben etwa 20-30 Verbundprojekte, die an der Leibniz Universität parallel bearbeitet werden. Das beginnt mit der Erhöhung des Wirkungsgrads von PV-Modulen, in Zusammenarbeit mit dem ISFH in Hameln. Oder es gibt ein Forschungsprojekt, um einen Drachen im Bereich der Windenergie zu nutzen. Andere Projekte beschäftigen sich mit der Stabilität des Stromnetzes. In Niedersachsen arbeiten wir zudem im EFZN-Verbund an weiteren Forschungsthemen wie Vernetzte Energiesysteme oder die Wandlung von Strom in andere Energieformen. 

Wir organisieren aber auch Öffnet den Link in einem neuen FensterWorkshops, Lehrveranstaltungen wie eine Ringvorlesung oder Vorträge. Dort sehe ich jedes Jahr neben den Studenten auch viele interessierte Bürger, die sich informieren und eine eigene Meinung bilden möchten. Wir veranstalten auch einmal im Jahr einen Tag, bei dem wir ganz verschiedene Projekte im Lichthof des Hauptgebäudes der Universität vorstellen. In diesem Jahr hatten wir auch viele Gäste, die sich für die Forschungsergebnisse interessierten. Im Gespräch entstehen dann schnell auch wieder Ideen für neue Forschungsfragen. 

Wie kann man sich die Forschung konkret vorstellen?

An der Windenergie kann man das gut sehen. Eine Windenergieanlage ist ein Kraftwerk, bei denen viele Disziplinen zusammenarbeiten müssen. Da gibt es die Bauingenieure, die sich mit Türmen und Gründungsstrukturen der Anlagen beschäftigen. Andere Wissenschaftler entwickeln verbesserte Faserverbundwerkstoffe für Rotorblätter, andere arbeiten an neuen Getrieben, Generatoren und Umrichtern, um den Strom zu wandeln und in das Stromnetz einzuspeisen. Weitere Forscheraus dem Bereich der Umweltplanung erforschen Werkzeuge, um die Wahl der Standorte für Windenergieanlagen besser planen zu können. Wenn die Anlagen immer sicherer, umweltverträglicher und kostengünstiger werden sollen, geht das nur im Verbund mit verschiedenen Fachdisziplinen. Unser Ziel ist es, Verbundprojekte auf den Weg zu bringen, über Fakultätsgrenzen zusammenzuarbeiten und Spitzenforschung zu leisten.

Die technischen Probleme sind eine Seite, aber vieles hängt auch mit unserem Verhalten zusammen. Akzeptieren wir zum Beispiel, dass Windparks die Landschaft verändern? Haben Sie auch Psychologen mit im Boot?

Mit Psychologen arbeiten wir aktuell noch nicht intensiv zusammen. Wir haben aber das große Glück, mit der Leibniz Universität Hannover eine Volluniversität zu sein. Unsere Forschergruppe verändert sich kontinuierlich, getrieben durch neue Forschungsfragen. Wir arbeiten schon an der so wichtigen Akzeptanzfrage. Derzeit haben wir ein Projekt, um einem Akustikraum aufzubauen, in dem sich die Auswirkungen von neuen Windenergieanlagen simulieren lassen. Die Idee ist, ihn auch zu nutzen, um konkret die Auswirkungen zeigen zu können. Man kann die Veränderung erleben und muss sie nicht erklären. Mit so einem Werkzeug hätten Planer ein Instrument, um Betroffenen die Auswirkungen darzustellen oder auch mit schon existierenden Anlagen zu vergleichen. Gleichzeitig arbeiten wir auch an technischen Lösungen für leisere Anlagen, was ebenfalls die Akzeptanz steigern kann.

Öffnet den Link in einem neuen Fenster

An der Universität gibt es aber auch Wissenschaftler, die sich mit dem Landschaftsbild von Windparks auseinandersetzen. Was der Eine als störend empfindet kann dem Anderen reizvoll erscheinen. Wenn man sich noch an die Diskussion zur Südlink-Trasse erinnert, wurde von einer überirdischen Lösung zu einer unterirdischen Kabelverlegung aus politischen Gründen gewechselt. Es wurde aber nicht die Frage diskutiert, was ein Erdkabel mit unserem Boden anrichten kann, wenn das Kabel beispielsweise durch ein Moor oder einen Wald gelegt werden soll. Für die Umwelt wäre eine Überlandleitung vielleicht die bessere Lösung gewesen. 

Aber die Energieversorgung verändert sich. Dezentralisierung klingt gut, bedeutet aber auch, dass viel mehr Menschen in der Nachbarschaft von Energieerzeuger leben - anders als früher bei wenigen Großkraftwerken. Gleichzeitig sollen wir flexibler werden und Energieversorgern Zugriff auf unser Hausnetz oder auf die Akkus unserer Elektroautos erlauben. Ich kann mir vorstellen, dass das viele nicht wollen.

Die Menschen lehnen Veränderungen nicht grundsätzlich ab. Schauen Sie mal, wie viele Menschen WhatsApp nutzen, auch wenn ein Blick in die Geschäftsbedingungen das Fürchten lehren sollte. Oder an den Siegeszug des Smartphones, das so vieles innerhalb einer Dekade verändert hat. Die älteren Menschen in Deutschland sind ohne Computer und eigenes Telefon aufgewachsen. Innerhalb einer Generation hat jeder Haushalt mittlerweile eine Vielzahl von digitalen Endgeräten. Kommunikationskosten werden nicht in Minutentarifen abrechnet, sondern mit Flatrate-Tarifen. Die Telekommunikationsindustrie hat sich dabei komplett verändert. 

Wenn man einen Nutzen sieht oder zusätzliche Bequemlichkeit erlangen kann, sind viele offen für Neues. Lösungen für einen Massenmarkt müssen aber auch für Menschen praktikabel sein, die nicht technikaffin sind. Hier gibt es an vielen Stellen noch Potenzial. Wir hatten ja schon das Thema Stromtankstelle. Für viele Menschen wirkt es jetzt noch zu kompliziert, ist mein Eindruck. Die Elektromobilisten der ersten Stunde haben sicher viel Toleranz benötigt. 

Wo sehen Sie denn noch technische offene Fragen?

Wir müssen unsere Energieversorgung systemisch betrachten und Wegkommen von Bauchgefühlen oder sektoralen Betrachtungen. Welches sind die besten Ausbaupfade für Windenergie und Photovoltaik bis 2050, und was bedeutet es für die Stromnetze und die Verbraucher? Wie können in Zukunft Biogasanlagen oder auch unsere Wasserkraft durch Flexibilisierung besser die Energieversorgung absichern, wenn mehr Strom benötigt wird, als aktuell aus Wind und Sonne erzeugt werden? Wenn wir in Infrastrukturen investieren, die 20, 30 oder mehr als 50 Jahre genutzt werden können, benötigen wir ein möglichst genaues Bild unseres Energiesystems, auch von den Problemen, die in Zukunft auftauchen können. 

Ein wichtiger Punkt bleibt die Speicherung. Was ist, wenn während einer so genannten Dunkelflaute wochenlang die Sonne nicht scheint und kein Wind weht? Welche gasförmigen Energieträger können wir nutzen? Woher kommen sie? Und: Ab wann benötigen wir überhaupt Speicherlösungen, wie viel lässt sich über die Netze und Flexibilisierung abfedern? Eine Speicherung ist immer mit einer Wandlung verbunden und damit eine ineffiziente Lösung. Da verlieren Sie schnell 30 bis 40 Prozent der Energie. Die Flexibilisierung von großen Verbrauchern wäre besser, hat aber natürlich auch immer eine Grenze der Wirtschaftlichkeit. 

Öffnet den Link in einem neuen Fenster

Gleichzeitig gibt es noch viele offene Fragen bei der Netzstabilität. Früher hatten wir wenige Großkraftwerke, die mit ihren Schwungmassen für die Stabilisierung auf 50 Hertz sorgten. Da hat sich über viele Jahrzehnte eine hohe Kompetenz entwickelt. In Zukunft wird es immer weniger trägen Massen geben, die das Stromnetz stabilisieren. Stattdessen Millionen von Photovoltaikanlagen und Windenergieanlagen mit Umrichtern. Stromspeicher und Elektroautos werden über Umrichter mit dem Stromnetz verbunden. Auch gibt es in jedem Haushalt eine riesige Menge von Umrichtern, da die meisten Endgeräte nur wenige Volt und Gleichstrom benötigen. Wir finden sie überall in unseren Gebäuden als kleine Plastikboxen, zwischen Netzstecker und Gerät. Welche Rolle sie bei der Erhaltung der Netzstabilität spielen können, ist wissenschaftlich noch nicht ganz verstanden. Möglicherweise kann man sie so einsetzen, dass sie helfen Blackouts zu vermeiden. Forschung kann untersuchen, ob hier ein großes Potential schlummert. Ein Problem ist hierbei die Komplexität des Stromnetzes, welches dazu analysiert werden muss. Will man alle elektrischen Effekte im Stromnetz genau modellieren, ist eine Simulation schnell zu langsam oder man kann nur ein kleines Stromnetz modellieren. Abstrahiert man zu stark, erkennt man unter Umständen kritische Effekte nicht mehr. Man versucht also die Modelle bis zu einem Grad zu vereinfachen, ohne dass die wichtigen oder kritischen Eigenschaften verloren gehen, deren Auswirkungen man analysieren will. 

Viele weitere spannende wissenschaftliche Aufgaben ergeben sich durch die Digitalisierung unseres Energiesystems. Unsere Energieversorgung ist zu einer Achillesferse unserer Gesellschaft geworden. Sie könnte durch Angriffe zusammenbrechen. Auch hier stehen wir in der Forschung erst am Anfang, wie man die Vorteile der Digitalisierung nutzen, aber auch Nachteile abwehren kann. 

Das Forschungszentrum hat die Zahl 2050 im Namen, angelehnt an das Ziel der Bundesregierung bis 2050 weitgehend treibhausgasneutral zu leben. Wie stellen Sie sich die Energieversorgung 2050 vor?

Öffnet den Link in einem neuen Fenster

Meine Hoffnung ist, dass wir bis dahin noch die Kurve kriegen. Die ersten Auswirkungen der Klimaveränderung sind ja in den letzten Jahren sichtbar geworden. Gerade in diesem Sommer wird deutlicher, was extreme Wettersituationen schon in unseren Klimazonen an Veränderungen bedeuten können. Ich hoffe auch, dass in Zukunft das Bewusstsein für den Schutz unseres Klimas und unserer Umwelt wieder steigen wird. 

Wir können immer häufiger in Mitteilungen lesen, dass die Stromerzeugung mit Photovoltaik so günstig geworden ist, dass sie andere Energieformen bei Ausschreibungen schlägt. Auch Windenergie wird so günstig sein, dass sich große, fossile Kraftwerke nicht mehr wirtschaftlich lohnen. Somit ist ein erster großer Schritt getan. 

Deutschland kann dabei seine Vorreiterrolle wieder einnehmen. Das wird auch dem Wirtschaftsstandort helfen, vom weltweiten Umbau der Energieversorgung zu profitieren. Aber dafür brauchen wir die Politik, dass sie die Leitplanken vorgibt, in denen sich Wirtschaft und Gesellschaft dorthin entwickeln kann. Eine Welt, in der das Klimasystem kollabiert ist und wir damit unsere Lebensgrundlage vernichtet haben, möchte ich mir jedenfalls nicht vorstellen.

Stichwort LiFE 250

Das LiFE 2050 arbeitet außerhalb der Universität Hannover mit fünf nationalen und vier internationalen Forschungseinrichtungen zusammen, insbesondere dem Energieforschungszentrum Niedersachsen (EFZN) und ForWind. Mehr Informationen gibt es unter Öffnet den Link in einem neuen Fensterwww.energie.uni-hannover.de

 


Autorin Katharina Wolf

Katharina Wolf

Als freie Journalistin schreibe ich über alle Aspekte der Windenergie – von A wie Ausschreibung bis Z wie Zertifizierung. Mit Windwärts verbindet mich eine besondere Geschichte: In meinem ersten längeren Artikel für die Fachzeitschrift Erneuerbare Energien (die damals 1995 noch Windenergie Aktuell hieß) ging es unter anderem um das Windwärts-Projekt Kunst und Windenergie bei der Expo 2000. Deshalb freue ich mich, wenn ich mit den unterschiedlichsten Themen aus der Branche jetzt zum Blog beitragen kann. Mehr und neuere Text von mir finden sich Öffnet den Link in einem neuen Fensterauf meiner Homepage.


Blogbeiträge von Katharina Wolf