Klimawandel Erneuerbare Energien

Mythen entlarven: Der Fußabdruck der erneuerbaren Energie

03. April 2020 von Radoslav Stompf
Mythen entlarven: Der Fußabdruck der erneuerbaren Energie

Auch wenn Solarmodule und Windturbinen bei der Energieerzeugung keine Emissionen oder Giftstoffe freisetzen, kann man das von der Art und Weise, wie sie hergestellt werden, nicht behaupten. Ganz zu schweigen von ihrem Recyclingprozess, der noch recht lückenhaft ist. Wie grün sind sie wirklich und wie stehen sie im Vergleich zu anderen Energiequellen da?

Kritiker argumentieren oft mit den negativen Umweltauswirkungen grüner Lösungen und bezweifeln, dass sie diese kompensieren können. Der Hauptgrund ist die sogenannte "Kohlenstoffschuld" - ein versteckter Kohlenstoff-Fußabdruck, der während ihres Herstellungs- oder Konstruktionsprozesses entsteht und den sie zurückzahlen müssen. Aber es geht nicht nur um Emissionen. Auch der Materialabbau oder giftige Abfälle, die als Nebenprodukt bei der Herstellung anfallen, sind eine große Sache.

Kein Bedarf an Treibstoff, Bedarf an Materialien

Das Grundmaterial für die Herstellung von Photovoltaik-Paneelen (PVP) ist Silizium, ein Element, das aus Quarz gewonnen wird. Quarz muss abgebaut und dann in einem Ofen erhitzt werden, wobei Schwefeldioxid und Kohlendioxid in die Atmosphäre abgegeben werden. Neben Energie wird bei der Herstellung von PVP auch eine große Menge Wasser verbraucht. Eine der giftigsten Chemikalien, die als Nebenprodukt bei der Herstellung freigesetzt wird, ist Siliziumtetrachlorid. Diese Verbindung kann Hautverbrennungen und Lungenschäden verursachen, und wenn sie mit Wasser vermischt wird, kann sie Salzsäure freisetzen, eine ätzende Substanz, die für Mensch und Umwelt gefährlich ist. Glücklicherweise sind die meisten Hersteller heute in der Lage, alle diese Chemikalien sicher zu recyceln.

Die Herstellung von Windenergieanlagen (WEA) ist im Vergleich zu Solarpanels viel weniger toxisch, da sie technologisch weniger komplex sind. Sie bestehen im Wesentlichen aus in Beton eingebetteten Stahlmasten, einem Generator und Flügeln an der Spitze. Die Flügel bestehen meist aus Glasfaser, die neuesten Modelle aus Kohlefaser. Sie müssen sehr leicht, aber auch stark und haltbar sein, da sie Staub und Wasserpartikeln ausgesetzt sind. Diese treffen ständig mit hoher Geschwindigkeit auf sie, erodieren sie und vermindern auch ihre Effizienz.

Sowohl der Beton als auch der Stahl sind relativ leicht zu recyceln, was zu einerRecyclingfähigkeit von etwa 80 % von WT führt. Das Problem sind die Glasfaserschaufeln, die zumeistauf Mülldeponien landen. Hoffentlich nicht für lange. Einige Unternehmenverarbeiten sie bereitszu Platten, die im Bauwesen eingesetzt werden, oder sie verwenden einen Teil ihrer Bestandteile zur Herstellung von Farben, Klebstoffen und sogar Düngemitteln. In der Europäischen Union, wo es strengstens verboten ist, sie auf Deponien zu entsorgen, werden die Blätter normalerweise zur Energiegewinnung verbrannt. Ihr Heizwert ist jedoch recht gering und bei der Verbrennung entstehen ebenfalls Schadstoffe.

PVPs wurden viel später als WTs eingeführt und ihre Lebensdauer ist nur ein wenig länger. Deshalb haben wir heute nicht viel PVP-Abfall.2017 fielen weltweit nur 43.500 Tonnen PVP-Abfall an. Zum Vergleich: Im Jahr 2050 wird diese Zahl voraussichtlich auf 60 Millionen Tonnen ansteigen. Schon heute sind wir in der Lage, bis zu 96 % der Materialien aus PVP zurückzugewinnen. Mit besserem Ökodesign und neuen Technologien können wir vielleicht schon bald das gesamte Material wiederverwenden.

Kohlenstoff-Schuld

Es stimmt, dass die Herstellung von PVP haufenweise Strom verbraucht und die meisten PVP in China hergestellt werden - einemLand, in dem Kohlekraftwerke immer noch der König im Energiemix sind. Es ist auch wahr, dass WEA große Mengen an Stahl und Beton benötigen - Materialien ausSektoren, die schwer zu dekarbonisieren sind. Aber auch Kohle- und Gaskraftwerke verbrauchen Strom - für die Förderung und den Transport des Brennstoffs. Und das gilt auch für die Herstellung von Fördermaschinen. Außerdem tritt bei der Brennstoffgewinnung Methan aus, ein Gas, dasetwa 30-mal stärker wärmefördernd ist als CO2.

Trotz des Einsatzes von Technologien zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) sind Kohle- und Gaskraftwerke in Bezug auf THG-Emissionen im Vergleich zu WEA und PVP immer noch deutlich schlechter. Mit einem wachsenden Anteil an erneuerbaren Energien im Energiemix und dank der neuen Lösungen, die sie erschwinglicher machen, wie brAIn von FUERGY, können wir erwarten, dass der Kohlenstoff-Fußabdruck von PVP und WT mit der Zeit immer kleiner wird.

Aber wie lässt sich das in Zahlen ausdrücken? Nun, das kommt darauf an... Jede Studie hat ihre eigene Methodik, die zu leicht unterschiedlichen Zahlen führt. Dennoch haben alle ein Ergebnis gemeinsam - einen niedrigen Kohlenstoff-Fußabdruck. Wind- und Kernenergie haben die niedrigsten Kohlenstoff-Fußabdrücke unter allen Energiequellen, mit der Solarenergie direkt dahinter. Eineder neuesten Untersuchungen, die im Dezember 2017 in Nature Energy veröffentlicht wurde, hat diese Schlussfolgerung ebenfalls bestätigt.

Die größten Diskrepanzen traten in allen Studien bei der Biomasse und der Wasserenergie auf. Das liegt an der hohen Variabilität der verschiedenen Inputs, die in die Berechnungen eingehen. Bei der Biomasse müssen wir berücksichtigen, welche Art von Land für den Anbau genutzt wird und wie dieses Land bewirtschaftet wird. Die Daten zur Wasserkraft hängen beispielsweise stark von der Art des vom Wasser überfluteten Landes und dessen Ökosystemen ab, da die sich unter dem Wasserspiegel zersetzende Biomasse ebenfalls Treibhausgase produziert.

In unserer Infografik verwenden wir dieoffiziellen Zahlen, die im Bericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) veröffentlicht wurden.

Der Kohlenstoff-Fußabdruck sowie die Umweltauswirkungen des Baus und Betriebs verschiedener Kraftwerkstypen hängen in hohem Maße von den ökologischen Standards und deren realer Anwendung in den einzelnen Ländern ab. Zum Beispielhat ein in der EU hergestelltes PVP dieHälfte des Kohlenstoff-Fußabdrucks eines in China hergestellten. Dennoch sind Solar- und Windenergie immer noch eine der saubersten und zugänglichsten Energieformen, die uns derzeit zur Verfügung stehen.

Die Zukunft der Energie umfasst nicht nur erneuerbare Energiequellen. Wir setzen auch auf Energiespeicherung! Wussten Sie, dass wir durch ihre Kombination konventionelle fossile Kraftwerke fast vollständig ersetzen können? Wenn Sie sich fragen, wie der Kohlenstoff-Fußabdruck und die ökologischen Auswirkungen von Batterien aussehen, folgen Sie unserem Blog weiter.

 


Über Radoslav Stompf

Stompf

Radoslav Stompf ist Mitbegründer und CEO von FUERGY. Radoslav hat +20 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Steuerungs- und Optimierungssystemen für die Energiewirtschaft. Er war Senior Application Consultant bei einem Anbieter von umfassenden IT-Lösungen für Energie- und Industrieunternehmen in Mitteleuropa. Im Jahr 2014 war er Mitbegründer von SmartEn, wo er die Energieoptimierung für große Kunden in einer Größenordnung von mehr als 10 Mio. EUR jährlich sicherte. Radoslavs Mission ist es, die Zukunft des globalen Energiemarktes mitzugestalten.


mehr zum Thema