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Bericht von Dr.-Ing. F. W. Peppler vom September 2005 zum Thema

Der Lebensweg der verschiedenen Energiesysteme

Für die Beurteilung von Energiesystemen ist nicht nur der stoffliche und energetische Aufwand während des Betriebs von Bedeutung, sondern die ganze Kette, bestehend aus dem Errichtungs-, Betriebs- und Entsorgungsaufwand. Anhaltswerte hierzu sind in der Tabelle wiedergegeben [1].

Außerdem kann ein Energiesystem nicht anhand der Betriebsphase allein beurteilt werden. Dies ist irreführend (z.B. Franz Alt: „... die Sonnenenergie ist kostenlos!“). Es gilt ebenso, dass Kohle, Öl, Uran, Erdgas kostenlos in der Erde lagern. Die Kosten entstehen erst dann, wenn der Wind, die Sonnenstrahlung, die in der Erde lagernden Energieträger gefördert und in verwendbare Energie umgewandelt werden.

Um den Vergleich der verschiedenen Energiesysteme untereinander transparenter zu machen, wird als Ausgangsgröße der Verbrauch an elektrischer Energie eines Bundesbürgers zugrunde gelegt. Aber nicht nur der Bedarf für den Haushalt ist zu berücksichtigen, sondern der gesamte Bedarf für Handel, Industrie, Transport, Infrastruktur usw. Der Wert errechnet sich aus dem jährlichen Nettoverbrauch an elektrischer Energie in der BRD (Jahr 2003) von 588 Mrd. kWh/Jahr [2], (Jahr 2004) 600 Mrd. kWh/Jahr [3] geteilt durch die Bevölkerungszahl ca. 82 Mill. Dies ergibt 7170 kWh für das Jahr 2003, die der Tabelle zugrunde gelegt sind. Die Bundesregierung und die Hersteller alternativer Energiesysteme rechnen dagegen nur mit dem Verbrauch eines Standardhaushalts mit ca. 1,5 Personen und kommen dann auf einen Wert von ca. 3500 kWh pro Jahr. Dies berücksichtigt nicht den Energiebedarf für Handel, Industrie, Transport, Infrastruktur usw., der zum Leben gehört. Die Verkäufer von alternativen Energiesystemen können allerdings mit höheren Zahlen glänzen, z.B. wieviel tausend Haushalte ihre Anlagen versorgen können. Dies ist eine Irreführung, denn sie erfassen nur ca. 30 % des Verbrauchs, bezogen auf einen Bundesbürger.

Tabelle: Errichtungs-, Betriebs- und Entsorgungsaufwand verschiedener Energiesysteme, bezogen auf den gemittelten
       Jahresbedarf von 7170 kWWh eines Bundesbürgers

  *  Energetische Amortisationszeit ist die Zeit, während der die Anlage betrieben werden muss, um den
    Gesamtenergiebedarf (Primärenergiebedarf) für dem ganzen Lebensweg einschließlich der Entworgung zu erzeugen.
  ** Zum Vergleich werden Vollaststunden üro Jahr angegeben.

Energetische Amortisationszeiten (Zeile 1 der Tabelle)
Sie geben an, wie viele Monate eine Anlage betrieben werden muss, um eine gleich große Energiemenge, die über den ganzen Lebensweg zur Errichtung und späteren Entsorgung erforderlich ist, aus dem Betrieb der Anlage selbst zu gewinnen. Für Photovoltaikanlagen sind dies 60 – 84 Monate, für das KKW nur 3 Monate. Besonders für Photovoltaikanlagen müssen daher erhebliche Vorleistungen an Energie erbracht werden, um diese zu errichten. Dies ist mit dem Einsatz fossiler Brennstoffe und der damit verbundenen Abgabe von CO₂ an die Atmosphäre verbunden.

CO₂-Abgabe an die Umwelt (Zeile 2)
Für die verschiedenen Anlagen sind die CO₂-Abgabewerte aufgeführt, bezogen auf den gemittelten Jahresbedarf von 7170 kWh eines Bundesbürgers. Photovoltaikanlagen sind mit nahezu 50 % und mehr der CO₂-Abgabemengen verbunden, wie die mit Erdgas befeuerten Anlagen, obwohl erstere während des Betriebs kein CO₂ abgeben. Dies ist nur darauf zurückzuführen, dass Errichtung und Entsorgung viel Energie benötigen.

Materialbedarf (Zeile 3)
Für die Kernkraft ist dieser am niedrigsten. Je nach betrachtetem Material liegen vergleichsweise die Photovoltaikanlagen um den Faktor 5 bis 90, die Windkraftanlagen bis zum Faktor 25 höher.
Dieser gegenüber der Kernkraft sehr viel höhere Bedarf an Materialressourcen ist eine der Ursachen der hohen Kosten der Anlagen Da es sich auch in Zukunft um sehr viele Einzelanlagen handeln wird, kann dies zwar für die spezielle Industrie beschäftigungswirksam werden, aber die damit verbundenen Lohn- und Materialkosten schließen aus, dass diese Anlagen in Zukunft um Faktoren billiger werden können. [4]. Dies kommt auch darin zum Ausdruck, dass die Erzeugerkosten je kWh aus Photovoltaikanlagen 10 - 20mal, der von Windkraftanlagen 4 - 5mal höher sind als die aus einem KKW. Damit solche Anlagen überhaupt errichtet werden, schreibt die EEG-Novelle den Netzbetreibern Preise für die Einspeisung der alternativen elektrischen Energie (Strom) zwingend vor. Sie betragen für Photovoltaikanlagen 57,4 Cent und für Windkraftanlagen 8,7 Cent. Dies ist im Vergleich zu Braunkohle und Kernkraft mit 2 - 2,5 Cent zu sehen. (siehe „Beitrag der erneuerbaren Energien und deren Kosten“ von Dr.-Ing. F. W. Peppler)

Eine Betrachtung der vier wichtigsten Energiesysteme aus erneuerbaren Energien führt zu folgendem Ergebnis:

• Auch nach der Verwirklichung des 100 000-Dächer-Programms der Bundesregierung und weiterem Zubau wurden im Jahr 2004 nur 0,1 % des jährlichen Strombedarfs der BRD [5] durch Photovoltaikanlagen gedeckt. Für die Erzeugung elektrischer Energie spielt die Photovoltaik daher keine Rolle. Hinzu kommt, dass Photovoltaikanlagen mit großem Abstand von allen anderen Energiesystemen den höchsten Material- und Energiebedarf zu ihrer Errichtung aufweisen. Im Ergebnis sind sie in unseren Breiten ökologisch nutzlos und sehr teuer.
• Aus Biomasse wurden 2004 1,6 % des Strombedarfs gedeckt. Ein weiterer Ausbau gestützt durch hohe Subventionen ist zu erwarten. Der große Vorteil des Biomasseeinsatzes ist, daß die Energie anfällt, wenn sie benötigt wird.
• Die ca. 16 000 Windkraftanlagen in der BRD haben 3 % [6] im Jahr 2003, 4,2 % [5] im Jahr 2004 an elektrischer Energie geliefert. Ein entscheidender Zubau von Anlagen ist durch die nur begrenzt verfügbaren Standorte an Land nicht möglich. Windkraftanlagen vor den Küsten sind noch im Entwicklungsstadium. Es werden noch höhere Kosten für die Erzeugung elektrischer Energie (Strom) erwartet als an Land. Auch die Windkraftanlagen können daher keinen nennenswerten Anteil der Kernenergie ersetzen.
• Ein weiterer Ausbau der Wasserkraft wäre eine wünschenswerte Alternative. Dies ist aber nicht zu verwirklichen, weil in der BRD die Ausbaumöglichkeiten weitgehend erschöpft sind und in vielen Fällen auch dem Schutz der Landschaft zuwiderlaufen. Der Anteil betrug im Jahr 2004  3,5 %.
• Als Ersatz für den Wegfall der Kernkraft verbleiben parallel zu Energiesparmaßnahmen nur der Ausbau der mit fossilen Brennstoffen befeuerten Kraftwerke. Die hohe CO₂-Emission der BRD würde nicht reduziert, sondern weiter ansteigen.
• Was die Kosten der alternativen Energien anbetrifft hat 2004 der frühere Bundeswirtschaftsminister Dr. Müller die damals in Auftrag gegebene Studie erneut bestätigt. Danach wird die deutsche Volkswirtschaft durch die Förderung der erneuerbaren Energien bis zum Jahr 2020 mit ca. 250 Mrd. EURO belastet.

Literatur:
[1] Ganzheitliche Bilanzierung der Energie- und Stoffströme von Energieversorgungstechniken, T. Marheineke, W. Krewitt, J.
    Neubarth, R. Friedrich, A. Voß, IER, Bd.74, Uni Stuttgart, August 2000
[2] Primärenergieverbrauch in Deutschland 2003, atw 49 Jg., März 2004, S. 189 
[3] Energiewirtschaftliche Gesamtsituation, DI Eberhard Thöne, Dr. Ulrich Fahl, IER Uni Stuttgart /BWK4/2005, S. 28-43
[4] Windgroßanlagen, Kosten, Ausarbeitung vom Sept. 2004 auf einen Artikel in den VDInachrichten vom 24.09.04 „Mit 5M
    Aufbruch in neue Sphären“, W. Peppler
[5] Energiewirtschaftliche Gesamtsituation, DI Eberhard Thöne, Dr. Ulrich Fahl, IER Uni Stuttgart /BWK4/2005, S. 28-43
[6] Deutscher Bundestag, Drucksache 15/860

Der vorstehende Text ist Teil einer 24-seitigen Ausarbeitung „Mensch und Energie“ von Herrn Dr. F. W. Peppler. Die gedruckte Broschüre kann gegen Selbstkostenpreis beim Verfasser unter der E-Mail will.peppler@t-online.de bestellt werden.

Links für weitere Information:
www.energie-fakten.de
www.iavg.org
www.sturmlauf.de