Sich positionieren im Cleantech-Rennen

Das diplomatische Fiasko in Kopenhagen f¨¹hrt Schmidt vor allem auf die Angst vor ?konomischen Einbussen zur¨¹ck. 2009 hatte das Beratungsunternehmen McKinsey zum zweiten Mal seine vielzitierte ?marginal abatement cost curve? publiziert. Sie zeigte, wie viel die Vermeidung einer Tonne CO₂-?quivalente mit unterschiedlichen Technologien im Jahr 2030 voraussichtlich kosten wird. ?Die Prognosen waren teils viel pessimistischer als die tats?chliche Entwicklung?, sagt Schmidt.

Die Autoren gingen beispielsweise davon aus, dass die Elektromobilit?t noch bis mindestens 2030 eine Nische bleiben w¨¹rde. Doch mittlerweile wurden ¨¹ber 8,5 Millionen Elektrofahrzeuge verkauft ¨C Tendenz stark steigend. Und die damals errechneten Kosten f¨¹r Fotovoltaikanlagen im Jahr 2030 wurden l?ngst unterschritten.

W?hrend in den 1990er Jahren die Vermeidung einer Tonne CO₂ mittels Fotovoltaik noch mehrere tausend Franken gekostet hatte, spart man durch die Vermeidung heute oft auch Geld f¨¹r die Stromproduktion ¨C die Vermeidungskosten sind also teilweise bereits negativ. ?Die Innovation im Cleantech-Bereich wurde stark untersch?tzt?, sagt Schmidt. Mit weitreichenden Konsequenzen: ?Kein Politiker wollte sich 2009 zum Ausbau von vermeintlich teuren Technologien verpflichten, die seinem Land Wettbewerbsnachteile bringen k?nnten.?

Technologie als Treiber der Politik

Den genau gegenteiligen Effekt hat Schmidt sechs Jahre sp?ter an der Klimakonferenz in Paris beobachtet. Viele Staaten hatten inzwischen F?rderprogramme f¨¹r Forschung und Entwicklung im Bereich der erneuerbaren Energietechnologien eingef¨¹hrt. Das deutsche ?Erneuerbare-Energien-Gesetz? und die Einspeiseverg¨¹tung hatten den Ausbau von Fotovoltaik und Windturbinen in die H?he getrieben. China baute mit Milliardeninvestitionen seine eigene Fotovoltaikindustrie auf. ?In Paris hatten viele Politiker erkannt, dass CO₂-arme Technologien zunehmend wettbewerbsf?hig werden und neue Industrien mit tausenden von Arbeitspl?tzen entstehen k?nnten.?

Dies sei mit einer der wichtigsten Gr¨¹nde gewesen, dass sich in Paris 195 Staaten aufs Ziel einigen konnten, die globale Klimaerw?rmung auf deutlich unter zwei Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter zu begrenzen, argumentierte Schmidt sp?ter in einem vielbeachteten Kommentar in ?Nature Energy?. Insofern sei technologische Innovation immer auch ein Treiber von politischen Ambitionen.

Um diese These weiter zu fundieren, untersuchte Schmidts Gruppe den politischen Diskurs im deutschen Bundestag rund um die ?Energiewende?. Die Forschenden unterzogen ¨¹ber 800 Seiten Text aus energiepolitischen Debatten zwischen 1983 und 2013 ?einer Diskurs-Netzwerkanalyse und konnten aufzeigen, wie sich bei den Parteien die Argumentationen zur Energiewende ¨¹ber die Zeit ver?nderten. Die zentrale Erkenntnis: Neben der Versorgungssicherheit, Kosteneffizienz und Reduktion von Umweltauswirkungen geh?rte der Aufbau einer starken, konkurrenzf?higen Industrie f¨¹r neue Energietechnologien zu den wichtigsten Argumenten im politischen Diskurs.

In diesem Befund liege Potenzial zur ?berbr¨¹ckung von politischen Gr?ben, ist Schmidt ¨¹berzeugt: ?Je mehr Regierungen verstehen, dass eine CO₂-arme Energiepolitik neue ?konomische Opportunit?ten schafft, desto eher sind sie bereit, ihre Klimaambitionen zu erh?hen, um den Unternehmen Wettbewerbsvorteile zu verschaffen.?
 

China, das Land mit den aktuell h?chsten j?hrlichen CO₂-Emissionen, ist laut Schmidt ein gutes Beispiel, um die Politik-Technologie-R¨¹ckkoppelung zu beobachten, die seine Gruppe in mehreren Artikeln beschrieben hat. Die Zentralregierung hat ihre Klimaziele in den vergangenen Jahren kontinuierlich versch?rft und gleichzeitig mit billigen Krediten den Aufbau der weltweit gr?ssten Fotovoltaikindustrie erm?glicht. Peking gab zudem das Ziel bekannt, den Strassenverkehr mittelfristig komplett auf Elektromobilit?t umstellen zu wollen, und kurbelte die Batteriezellenproduktion mit gezielter F?rderung unterschiedlicher Systeme an. Und im September ¨¹berraschte China die Welt mit der Ansage, seine Wirtschaft bis 2060 komplett dekarbonisieren zu wollen.

Laut Schmidt h?ngen die ambitionierten Ziele l?ngst nicht nur mit einem neu erwachten Umweltbewusstsein zusammen, sondern mit der Motivation, im Cleantech-Sektor zur f¨¹hrenden Industriemacht aufzusteigen. ?Jobs und Wettbewerbsf?higkeit sind f¨¹r Politiker kurzfristig sehr viel relevanter als die Erreichung von Klimazielen.? Peking gehe in der Technologief?rderung sehr geschickt vor und verfolge eine ?technology-smart policy?, also eine Politik, die verschiedene Technologien ¨C abh?ngig von deren Komplexit?t, Innovationskurven und der Preisentwicklung ¨C mit unterschiedlichen Politikinstrumenten f?rdert. In Europa hingegen gelte h?ufig das Giesskannenprinzip.

Herausforderung Speicherung

In der Schweiz wurde die Energiewende bisher durch eine kostenorientierte Einspeiseverg¨¹tung (KEV) und Einmalverg¨¹tungen f¨¹r erneuerbare Energien gef?rdert. Hinzu kam ein Programm f¨¹r Geb?udesanierungen sowie die F?rderung von Forschung und Innovation. Trotzdem liegt der Anteil von erneuerbaren Energien am Strommix (ohne Wasserkraft) derzeit lediglich bei rund vier Prozent. Laut Bund soll dieser in den kommenden Jahren deutlich ansteigen, um sowohl den Wegfall des Atomstroms zu kompensieren als auch den zus?tzlichen Bedarf an Strom aufgrund der Elektrifizierung der Mobilit?t.

Das gr?sste Potenzial f¨¹r den Ausbau in der Schweiz sehen Experten in der Fotovoltaik. Doch die Integration von grossen Mengen Sonnenenergie stellt neue Anforderungen an das Stromverteilnetz. Mit der Simulationsplattform ?Nexus-e? simulieren ETH-Forschende mit der Unterst¨¹tzung des Bundesamts f¨¹r Energie, wie ein solches Netz k¨¹nftig konzipiert sein m¨¹sste und welche politischen und ?konomischen Faktoren die Umsetzung beeinflussen. ?Das gr?sste Problem ist, dass die Stromeinspeisung zu jedem Zeitpunkt genau dem Stromverbrauch entsprechen muss?, erkl?rt Gabriela Hug, Projektleiterin von Nexus-e und Professorin am Power Systems Laboratory. ?Aufgrund der Wetterabh?ngigkeit von Fotovoltaik brauchen wir deshalb Technologien, die es erm?glichen, Energie auch langfristig und kosteng¨¹nstig zu speichern.?

Die Fotovoltaik liefert n?mlich im Sommer bedeutend mehr Strom als?im Winter. Ohne saisonale Speicher m¨¹sste nach Abschalten der Atomkraftwerke im Winter, wenn der Stromverbrauch in den Haushalten am h?chsten ist, noch deutlich mehr Strom importiert werden. Als saisonale Speicher k?nnten Wasserkraftwerke mit k¨¹nstlichen Seen dienen, wie sie in der Schweiz bereits vorhanden sind; eventuell sogar dort, wo sich die Gletscher aufgrund der aktuellen Klimaerhitzung aus den T?lern zur¨¹ckziehen. Oder ?Power-to-X?, also die Umwandlung von Strom in Energietr?ger, darunter Wasserstoff oder synthetische Treibstoffe wie Methan.

Doch solche Technologien sind oft noch nicht ausgereift und teuer. Die Stromkonsumenten k?nnten auch selbst zur ?Batterie? werden, indem sie ihre Elektroautos und Waschmaschinen in Abh?ngigkeit zu den Bed¨¹rfnissen eines stabilen Stromnetzes nutzen. Die rasanten Entwicklungen in der Informations- und Kommunikationstechnologie und die zunehmende Verf¨¹gbarkeit von Nutzerdaten er?ffnen diesbez¨¹glich neue M?glichkeiten. Doch Autos und Waschmaschinen k?nnen ¨¹bersch¨¹ssige Energie nur kurzfristig speichern und nicht vom Sommer in den Winter retten. Deshalb sei eine gute Integration der Schweiz in den europ?ischen Stromverbund f¨¹r ein stabiles Netz mit einem hohen Anteil an erneuerbarer Energie zentral, ist Hug ¨¹berzeugt.

Eine weitere Herausforderung ist die Regelungstechnik: Die Stromerzeugung ¨¹ber Synchronmaschinen, wie dies in Kern-, Wasser- und Kohlekraftwerken der Fall ist, l?sst mehr Zeit, um kurzfristige Differenzen zwischen Einspeisung und Verbrauch auszugleichen. Die Fotovoltaik hingegen erzeugt schnellere Frequenz?nderungen, womit die Gefahr von Stromunterbr¨¹chen steigt. Auch daf¨¹r sucht Hugs Forschungsgruppe derzeit neue L?sungen.

Verschiebungen im politischen Spektrum

Tobias Schmidt ist trotz technischer Herausforderungen und drohender R¨¹ckschl?ge aufgrund einer Corona-?bedingten Wirtschaftsrezession vorsichtig optimistisch, was die globale Energiewende angeht. ?Mit dem Klimavertrag von Paris hat vor f¨¹nf Jahren ein regelrechtes Rennen um gr¨¹ne Energietechnologien begonnen. Daran konnte auch Donald Trumps R¨¹ckzug der USA aus dem Abkommen nichts ?ndern.? Zudem erkennt er zunehmend Verschiebungen im politischen Spektrum ¨C auch in der Schweiz: ?Noch 2018 hat die FDP das neue CO₂-Gesetz im Nationalrat abgeschossen?, erinnert Schmidt. Diesen Herbst nun hat das Parlament (mit Ausnahme der SVP-Fraktion) dieses geschlossen verabschiedet. F¨¹r Schmidt zeigt das: ?Fast alle Parteien haben mittlerweile erkannt: Nun geht es um das Cleantech-Race!?