KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

„Die Energiewende funktioniert über die Kunden“. Die Universität Passau forscht gemeinsam mit den Stadtwerken Passau und dem Stromgroßabnehmer und IT-Dienstleister :a:k:t: Informationssysteme AG an einem Modell, wie die Netzinfrastruktur die Herausforderungen der Energiewende verkraftet.

Kunden bilden Schlüsselfaktor zur sinnvollen Nutzung des Stromnetzes – Foto: Gabi Schoenemann / Pixelio

Ein intelligentes Steuerungssystem passt den Verbrauch automatisch dem schwankenden Angebot an.
Die Universität Passau forscht mit dem EU-Projekt „All4Green“, wie die Wende zu mehr Energie aus erneuerbaren Energien gelingt, ohne dass die Stabilität der Stromnetze verloren geht. Gemeinsam mit den Partnern Stadtwerke Passau, dem Softwarehaus und Rechenzentrumsbetreiber :a:k:t: und einer Projektfördersumme von knapp 3 Millionen Euro arbeiten Prof. Hermann de Meer und sein Team an einer IT-Steuerung der Stromverteilung, die den Verbrauch der Kunden abstimmt auf das Angebot im Netz. Schwankungen in der Stromproduktion führen so nicht zu einem Netzkollaps.
Eine neu entwickelte Software synchronisiert den Verbrauch des Abnehmers mit der Auslastung des Anbieters. Sinkt die Stromzufuhr ins Netz, weil an einem windstillen, trüben Tag mit Niedrigwasser weder Wasserkraft noch Wind- und Sonnenenergie in ausreichendem Maß zur Verfügung stehen, sollen die Server von :a:k:t: energieintensive Rechenoperationen auf einen günstigeren Zeitpunkt verschieben. Wird umgekehrt kurzfristig deutlich mehr Strom ins Netz eingespeist als abgenommen werden kann, soll der Großkunde etwa die Kühlung seiner Rechner verstärken. Damit verschafft er sich einen Puffer, um sie zu einem späteren Zeitpunkt kurzzeitig ganz ausschalten zu können. Im Schnitt bleibt so der Energieverbrauch gleich, die Schwankungen im Netz werden jedoch ausgeglichen.
Zur technischen Umsetzung einer solchen neuartigen Vertragsbeziehung zwischen Stromanbieter und
-abnehmer gewähren sowohl die Stadtwerke als auch :a:k:t: den Mitarbeitern der Universität Passau Zugang zu ihrer IT-Struktur. „Unser gemeinsames Ziel ist eine vollautomatisierte Steuerung: Das Netz meldet den Wunsch nach Energieeinsparung, die Schnittstelle in unserem Rechenzentrum berechnet automatisch – abhängig von der Auftragslage –, welche Systemkomponenten ihren Verbrauch herunterfahren können“, erklärt Stefan Dambeck, Leiter der Abteilung System Operations bei :a:k:t:. Die Firma arbeitet mit der Universität bereits in einem weiteren Projekt an Energieeinsparungen innerhalb von Rechenzentren.
Von der Teilnahme an „All4green“ erhofft sich Dambeck u. a. eine verbesserte Transparenz des Stromverbrauchs der Rechenzentrumskomponenten, die Erprobung innovativer Managementkonzepte sowie günstigere Stromkonditionen als Folge eines speziell angepassten Vertragswerks. Diese könnte der Rechenzentrumsbetreiber zukünftig an seine Kunden weitergeben – in Form von günstigeren Konditionen im Tausch für das Einverständnis, dass eine zugesicherte Systemleistung flexibel und angepasst an die Stromnetzauslastung bereitgestellt wird.
„Der Weg zum Erfolg der Energiewende führt über die Kunden“, sagt Prof. de Meer, Inhaber des Lehrstuhls für Informatik mit Schwerpunkt Rechnernetze und Rechnerkommunikation. „Wenn Lieferanten, Dienstleister und deren Kunden in eine Ökokette mit einbezogen werden, können wir Lastspitzen beim Stromverbrauch vermeiden. Denn diese sind nicht nur ökonomisch, sondern auch ökologisch teuer.“ Unternehme man nichts, würden durch den Umstieg auf erneuerbare Energien Schwankungen im Netz weiter zunehmen. „Wenn man die Entwicklung fortschreibt, läuft sie auf teure und flächenverbrauchende Speicherkraftwerke hinaus – nur um Extremwerten bei Verbrauch und Angebot Herr zu werden“, so de Meer.
Alfred Thral, Betriebsleiter Versorgung der Stadtwerke Passau, bestätigt diese Einschätzung: „Noch haben wir keine Probleme im Netz. Bisher ist es allerdings einseitig ausgelegt auf die optimale Belieferung von Verbrauchern. Durch Sonnenkollektoren gibt es aber nun viele kleine dezentrale Einspeiser mit wechselndem Angebot.“ Dadurch verändern sich die Rahmenbedingungen im Netz. Es sind Szenarien denkbar, bei denen die Netzbetreiber die Einspeisung durch Solar- und Windenergie abschalten müssen, weil sie eine Überkapazität nicht ausgleichen können. Die Kosten für die trotzdem anfallende Vergütung würden auf alle Verbraucher umgelegt. „Das wollen wir vermeiden und suchen daher mit All4Green nach Modellen einer flexiblen Versorgung, die sich in Lieferverträgen sauber regeln lässt“, so Gottfried Weindler, Geschäftsführer der Stadtwerke.
Prof. de Meer hofft, dass die Politik nach Ablauf der 30-monatigen Projektphase von dem Ansatz überzeugt ist und noch bestehende wettbewerbsrechtliche Hindernisse bei der Gestaltung von entsprechenden Versorgungsverträgen beseitigt. Das Interesse ist groß – an All4Green sind als Teil eines Konsortiums mehrere europäische Partner und Unternehmen beteiligt, darunter mit Wind Telecomunicazioni SpA auch einer der größten italienischen Mobilfunkanbieter. „Wir gehen unser Praxisprojekt in Passau so an, dass die Erkenntnisse sich auch auf größere Verbraucher in anderen Netzen übertragen lassen“, so de Meer. Von der Gesamtfördersumme von 3 Millionen Euro fließen daher auch 1 Millionen Euro an die Passauer Praxiserprobung.
De Meer arbeitet seit 2006 am Thema Energieeffizienz von IT. Sein Schlüsselerlebnis war ein Aufenthalt an der Universität von Berkeley und das Erlebnis der Serverhallen von Google – für die ein eigenes Kraftwerk in unmittelbarer Nachbarschaft gebaut wurde. Daraus entstanden zunächst Projekte wie „FIT4Green“ und „G-Lab_Ener-G“, die sich mit Energieeinsparungen innerhalb von Rechenzentren beschäftigten. Grüne IT sieht er seitdem als zentrale Zukunftsaufgabe. „Schließlich entspricht der CO2-Ausstoß von IT ungefähr der gleichen Menge, die der Flugverkehr verursacht.“

Auf Deutschlands Straßen könnten im Jahr 2030 bis zu sechs Millionen Elektrofahrzeuge unterwegs sein.

Elektroautos genießen zunehmend mehr Akzeptanz – Foto:
Daniel Litzinger / Pixelio

Beziehen diese den Strom zum Fahren aus zusätzlichen erneuerbaren Energien, fahren sie emissionsfrei und können einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Zu diesem Ergebnis kommt das Öko-Institut, das Marktpotenziale von elektrisch betriebenen Fahrzeugen sowie ihre Auswirkungen auf den Strombedarf und den Klimaschutz analysiert hat. Das Projekt „OPTUM – Optimierung der Umweltentlastungspotenziale von Elektrofahrzeugen“ wurde gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit.

Marktpotenziale der Elektrofahrzeuge

Die Analysen zeigen: Die Millionenmarke auf dem Markt für Elektroautos kann im Szenario der Forscher im Jahr 2022 überschritten werden. Dann können zwei Drittel aller anfallenden Strecken mit einem elektrisch betriebenen Fahrzeug zurückgelegt werden. Während lange Fahrten mit einem rein batterieelektrischen Fahrzeug (Reichweite von maximal 160 Kilometern) noch schwierig sind, bewältigen so genannte Plug-In-Hybridfahrzeuge durch die Kombination aus Elektro- und konventionellem Antrieb längere Strecken wie Urlaubsfahrten problemlos.

„Elektrofahrzeuge können im Jahr 2030 einen Marktanteil von rund 14 Prozent aller Fahrzeuge erreichen“, setzt Florian Hacker, Wissenschaftler am Öko-Institut die Zahlen in Relation, „bei den neu zugelassenen Fahrzeugen kann der Anteil sogar rund 30 Prozent betragen. Den Großteil machen dabei nach unseren Berechnungen die Plug-In-Hybriden aus.“

Klimaschutz nur mit zusätzlichen erneuerbaren Energien

Für die Beantwortung der Frage, wie sauber Elektrofahrzeuge sind und ob sie einen Beitrag zum Klimaschutz leisten können, ist entscheidend, welcher Strom zum Einsatz kommt. Die Klimabilanz von Elektrofahrzeugen ist nur dann ausgewogen, so die Untersuchungen des Öko-Instituts, wenn zusätzliche Kapazitäten erneuerbarer Energien in den Strommarkt gebracht werden. Nur dann kann ihr Betrieb emissionsfrei erfolgen. Im Jahr 2030 können Elektrofahrzeuge so rund 5,2 Millionen Tonnen CO2 – verglichen mit einem Szenario ohne Elektrofahrzeuge – vermeiden. Dies entspricht einer Minderung der Gesamtemissionen des Pkw-Verkehrs um etwa sechs Prozent bis zum Jahr 2030.

„Elektroautos können eine Rolle für das Erreichen von Klimaschutzzielen spielen“, so Hacker weiter. „Aber wir dürfen auch die konventionellen Pkw nicht aus den Augen verlieren. Werden benzinbetriebene Fahrzeuge bis zum Jahr 2030 deutlich effizienter, können diese allein die Treibhausgasemissionen des Pkw-Verkehrs um 25 Prozent reduzieren.“

Im Fokus: Wechselwirkungen mit dem Strommarkt

Durch die Elektromobilität entsteht im Jahr 2030 eine zusätzliche Stromnachfrage von etwa elf Terawattstunden – dies entspricht etwa zwei Prozent des heutigen Gesamtstromverbrauchs in Deutschland. Die Frage zu welcher Tageszeit die Elektroautos am Stromnetz geladen werden, spielt eine entscheidende Rolle für die Bewertung des Klimaschutzpotenzials.

Die Analyse nach Tageszeiten zeigt: Laden viele Elektrofahrzeuge gleichzeitig ihre Batterien auf, zum Beispiel abends nach der letzten Fahrt, können ungünstige zusätzliche Nachfragespitzen zu Uhrzeiten auftreten, in denen ohnehin viel Strom gebraucht wird. Deshalb, so die Expertinnen und Experten des Öko-Institut, müsse ein Lademanagement die Batterieladezeit steuern. Um hohe Nachfragepeaks und damit den Einsatz teurer Spitzenlastkraftwerke zu vermeiden, würde das Lademanagement die Batterieladung auf kostengünstigere Zeiträume mit geringerer Nachfrage oder mit hoher Windeinspeisung verschieben.
Gleichzeitig kommen so aber auch CO2-intensive, klimaschädliche Kohlekraftwerken verstärkt zum Einsatz, die für die Grundversorgung in Deutschland – insbesondere nachts – aktiv werden.

„Mit Lademanagement können die Elektrofahrzeuge gut in den Strommarkt integriert werden und auch in einigen Situationen von überschüssigem Wind- oder Solarstrom profitieren“, erklärt Charlotte Loreck, Expertin für Strommarktfragen am Öko-Institut. „Der entscheidende Faktor für die Klimafreundlichkeit der Elektrofahrzeuge ist jedoch der Bau zusätzlicher erneuerbarer Energien.“

Die zusätzlichen Erneuerbaren sollten übers Jahr so viel Strom liefern, wie die Elektrofahrzeuge verbrauchen, sie müssen jedoch nicht gleichzeitig mit der Ladung der Batterien einspeisen. „Die Fahrzeuge werden auch dann laden, wenn der Wind gerade nicht weht“, so Loreck weiter. „Aber dafür verdrängen die zusätzlichen erneuerbare Energien dann konventionellen Strom in anderen Stunden. Für die Klimabilanz ist wichtig, dass die Summe stimmt.“

Hohe Akzeptanz für Elektrofahrzeuge – Methodik und Modelle

Rund zwei Drittel der Autokäufer würden sich beim Kauf eines Neuwagens im Jahr 2020 für ein rein batterieelektrisches Fahrzeug oder einen Plug-In-Hybrid entscheiden. Dies ergab die Simulation des Autokaufs im Rahmen einer Befragung von rund 1.500 Neuwagenkäufern, die durch das Institut für sozial-ökologische Forschung durchgeführt wurde. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Öko-Instituts kombinierten diese Analysen mit den Daten der Verkehrserhebung „Mobilität in Deutschland“, die 77.000 Personen aus 26.000 Haushalten nach ihrem alltäglichen Fahrverhalten befragt.

Mit Hilfe dieser Informationen zu Akzeptanz und Verkehrsverhalten entwickelten die Expertinnen und Experten unter Mitwirkung eines Stakeholder-Kreises ein Szenario zur Marktdurchdringung von Elektromobilität in Deutschland bis zum Jahr 2030. Das Strommarktmodell PowerFlex des Öko-Instituts bestimmt schließlich die Auswirkungen auf den Strommarkt und die CO2-Bilanz für elektrisch betrieben Fahrzeuge.

Weitere Informationen

Studie „OPTUM: Optimierung der Umweltentlastungspotenziale von Elektrofahrzeugen – Integrierte Betrachtung von Fahrzeugnutzung und Energiewirtschaft“ des Öko-Instituts und des Instituts für sozial-ökologische Forschung (ISOE), gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU)

Der Haushaltsausschuss des Deutschen Bundestages hat grünes Licht für die Förderung der Nachrüstung mit Partikelfiltern im Jahr 2012 gegeben.

Foto: Kurt Bouda / Pixelio

Im Haushaltsjahr 2012 stehen für das Programm 30 Millionen Euro zur Verfügung. Damit können rund 90.000 Nachrüstungen gefördert werden.

Bundesumweltminister Röttgen: „Die Nachrüstung von Dieselfahrzeugen trägt dazu bei, dass der gesundheitsschädliche Partikelausstoß sinkt und die Luftqualität insbesondere in den Innenstädten verbessert wird. So können die von der EU zum Schutz von Umwelt und Gesundheit vorgegebenen Luftqualitätsgrenzwerte für Partikel besser eingehalten werden.“ Nachgerüstete Fahrzeuge erhalten eine günstigere Umweltplakette und können, je nach Plakette und Ausgestaltung der Umweltzone, auch weiterhin in Umweltzonen einfahren.

Gefördert wird die Nachrüstung von Diesel-Pkw und von zur Güterbeförderung genutzten Diesel-Kraftfahrzeugen mit einer zulässigen Gesamtmasse bis zu 3,5 Tonnen (leichte Nutzfahrzeuge). Halter dieser Fahrzeuge können für die Nachrüstung ihres Fahrzeuges mit einem Partikelfilter 330 Euro Barzuschuss vom Staat erhalten.

Das Förderprogramm soll unmittelbar nach Inkrafttreten des Haushaltsgesetzes 2012 am 1. Januar 2012 wirksam werden. Die Förderrichtlinie wird sich eng an die Förderrichtlinie des Förderprogramms 2010 anlehnen und spätestens Anfang des Jahres 2012 im Bundesanzeiger veröffentlicht. Eine rückwirkende Förderung für Nachrüstungen, die im Jahr 2011 vorgenommen wurden, ist aus haushaltsrechtlichen Gründen nicht möglich. Die verwaltungsmäßige Abwicklung des Förderprogramms übernimmt das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle.

Die EU-weite Festlegung von Flottengrenzwerten für den CO2-Ausstoß neu zugelassener Pkw zeigt Wirkung – besonders bei den nicht-deutschen Herstellern.

Deutschland kein Vorbild bei Reduzierung des Spritverbrauchs- Foto: Dagmar Struß

Der Kraftstoffverbrauch der im Jahr 2010 in Europa zugelassenen Pkw ging gegenüber dem Vorjahr im Mittel um vier Prozent zurück und damit mehr als dreimal so schnell wie vor der Diskussion und Entscheidung über verpflichtende Flottengrenzwerte. Die deutschen Autobauer liegen aber überwiegend am Ende des Rankings. Gleichzeitig erweisen sich frühere Kassandrarufe der Automobilindustrie, wonach Autos wegen der Umstellung auf spritsparende Technologien unerschwinglich teuer würden, als reine Propaganda. Wie schon in den Jahren zuvor sanken europaweit die effektiven Anschaffungspreise vergleichbarer Pkw erneut – 2010 gegenüber dem Vorjahr um 2,5 Prozent. Das sind die zentralen Ergebnisse des sechsten Berichts zur Entwicklung der CO2-Emissionen der Neuzulassungen auf dem europäischen Pkw-Markt, den der in Brüssel ansässige Verkehrsverband  Transport & Environment (T&E) heute veröffentlicht.

Die Fortschritte wären noch erheblich beeindruckender ausgefallen, hätten sich nicht einerseits die deutschen Hersteller und andererseits der deutsche Pkw-Markt, auf dem allein 2010 mehr als 20 Prozent der Pkw in Europa verkauft wurden, erneut als Bremser erwiesen. Daimler liegt mit einem Flottenwert der 2010 verkauften Pkw von 161,3 g CO2/km unter den großen Autoherstellen auf dem 15ten und letzten Rang und ist noch 15 Prozentpunkte oder 24,3 g CO2/km von seinem Zielwert für das Jahr 2015 entfernt. Die Volkswagengruppe steht auf Platz 9 mit einem Wert von 143 g CO2/km, BMW mit 148 g CO2/km auf Platz 12. Unter den 27 EU-Ländern erreicht Deutschland mit einem Durchschnittswert von 151 g CO2/km im Jahr 2010 Rang 22, beim Effizienzfortschritt gegenüber dem Vorjahr um nur 1,8 Prozent gar den vorletzten Platz vor der Slowakei.

„Während französische und italienische Autobauer die EU-Klimaschutzwerte unterbieten, gefallen sich deutsche Autohersteller in der Rolle von Klimaschutz-Rambos. Der europäische Vergleich zeigt: Nachhaltigkeit, Luftreinhaltung und sparsamer Spritverbrauch finden sich nur in wenigen Produkten, ansonsten dominiert die Selbstbeweihräucherung. Daimler bleibt Schlusslicht in Europa beim Klimaschutz und der deutsche Markt wird wohl auch weiterhin wegen der bestehenden Fehlanreize etwa bei der Dienstwagenbesteuerung oder der gewichtsbezogenen Verbrauchskennzeichnung weit hinten auf der Liste bleiben“, erklärte der Bundesgeschäftsführer der Deutschen Umwelthilfe e. V. (DUH), Jürgen Resch, zu den Ergebnissen des T&E-Reports.

Der Bundesregierung warf Resch vor, sie zeige „sich resistent gegen gemachte Erfahrungen“, erfülle „der Autolobby jeden Wunsch.“ Im Ergebnis hintertreibe die Regierung so die Klimaschutzbemühungen der EU und ignoriere das Interesse der Autokunden an Sprit sparenden Fahrzeugen. Resch forderte angesichts der unbefriedigenden Werte eine beschleunigte Verbrauchsminderung gerade in Deutschland. Dies werde nur zu erreichen sein, wenn sich die Politik endlich aus dem Würgegriff der Automobilindustrie befreie und damit beginne, besonders spritarme Fahrzeuge zu begünstigen und Klimakiller finanziell zu belasten.

Im Herbst 2008 war nach jahrelangen Verzögerungen mit der EU Verordnung (EG) 443/2009 für alle in Europa zugelassenen Neuwagen ein Grenzwert festgelegt worden. Dieser bemisst sich nach dem Gewicht der Fahrzeuge, darf aber am Ende einen Durchschnittswert von 130 g CO2/km nicht überschreiten. Ab 2012 wird für einen jeweils wachsenden Anteil der Flotte der Wert verbindlich, bis schließlich im Jahr 2015 die dann verkaufte Gesamtflotte jedes Herstellers den Wert einhalten muss.
Vor der Einführung der Grenzwerte hatten die Hersteller mit großem propagandistischen Aufwand vor einer Kostenexplosion bei Pkw gewarnt, sollte die EU ihre Pläne umsetzen. So wurde 2001 ein Aufpreis von knapp 2.500 Euro pro Fahrzeug prognostiziert, sollte der damals geltende Zielwert von 140 g CO2/km bis 2008 verbindlich werden. Fünf Jahre später, 2006, hatten sich die Kosten bereits halbiert: im Vorfeld der Gesetzgebung für einen dann tatsächlich verbindlichen Wert wurden die Mehrkosten mit 1.200 Euro pro Fahrzeug vorhergesagt. Tatsächlich brach der effektive Preis eines Neuwagens in den vergangenen Jahren um durchschnittlich 13 Prozent ein.

Wie bereits bei den T&E-Berichten der vergangenen Jahre finden sich Hersteller wie Fiat, Toyota, Peugeot/Citroen (PSA) und Renault bei den Verbrauchs- und Emissionswerten auf den vorderen Rängen. Sie werden mit ihren Flotten den Zielwert für 2015 vorzeitig erreichen und unterschreiten. Bei Toyota war das voraussichtlich schon im vergangenen Jahr der Fall, wobei von der Autoindustrie bei der Grenzwertfestlegung durchgesetzte Schlupflöcher (so genannte „Eco-Innovations“ und „Supercredits“ für Pkw mit sehr geringen Emissionen) noch gar nicht eingerechnet sind.

„Die Ergebnisse sind insgesamt ein klares Indiz dafür, dass die EU 2008 den Grenzwert unter dem Druck der Autolobby deutlich zu hoch angesetzt hat“, sagte  Dorothee Saar, die Leiterin des Verkehrsbereichs bei der DUH. Das schlechte Abschneiden des Autolandes und angeblichen Technikvorreiters Deutschlands komme nicht überraschend. „Im Gegensatz zu anderen EU-Mitgliedstaaten wie Dänemark oder Frankreich gibt es bei uns keine nennenswerten Anreize, sich für einen spritsparenden Neuwagen zu entscheiden. Die CO2-basierte Kfz-Steuer ist dazu viel zu schwach ausgestaltet und die Besteuerung von Dienstwagen führt zu beispiellosen Fehlanreizen und fördert geradezu schwere und spritschluckende Modelle. Hier muss dringend umgesteuert werden“, erklärte Saar.

Gesamtbericht von T&E (PDF, engl.)

Um Klimaschutz kostengünstig zu erreichen, ist neben Emissionshandel auch die Förderung neuer Technologien nötig.

Offshore-Windpark – Foto: Rebel – Fotolia.com

Spart man sich eine solche gezielte Förderung etwa der erneuerbaren Energien, wird es teurer statt billiger – dies haben Wissenschaftler des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) erstmals in aufwändigen Computersimulationen für das 21. Jahrhundert durchgerechnet. Ohne Förderung bekommen energietechnische Innovationen mit starkem Kostensenkungspotenzial kaum eine Chance, weil anfangs erheblich in sie investiert werden muss: ein Fall von Marktversagen.

„Die Unternehmen der Energiebranche weltweit setzen gern auf vertraute Technologien, statt Neues zu wagen – sie sind zögerlicher als Firmen anderer Wirtschaftszweige, wie sich in unserer Analyse erstmals zeigt“, sagt Matthias Kalkuhl, Leitautor der jetzt in der Fachzeitschrift Resource and Energy Economics erschienenen Studie. Nicht aus Unvernunft, sondern weil Pioniere viel für die Entwicklung und das Risiko von Innovationen zahlen, deren Ergebnisse dann allen zugute kommen und von Wettbewerbern kopiert werden. Zudem besteht für Unternehmen eine enorme Unsicherheit über die langfristige Profitabilität von Investitionen in noch junge Technologien, weil die politischen Rahmenbedingungen – etwa die Höhe der CO2-Preise – über Jahrzehnte hinweg kaum abzusehen sind: „Das Resultat ist ein selbst-verstärkender Einsperr-Effekt, auch Lock-in genannt“, erklärt Kalkuhl. „Eigentlich minderwertige und daher teure Technologien beherrschen auf Jahrzehnte den Markt. Betriebswirtschaftlich ist das rational, volkswirtschaftlich jedoch fatal.“

Der Grund für die besondere Zurückhaltung gerade in der Energiebranche: Das Produkt – Strom und Wärme – sei für den Verbraucher vollkommen gleich, egal mit welcher Technologie es hergestellt wird, so Kalkuhl. Kunden hätten hier wenig Anreiz, für die Innovation einen anfangs besonders hohen Preis zu bezahlen, ganz anders als beispielsweise bei Smartphones oder E-Book-Readern. Diese können durch geschickte Produktdifferenzierung erfolgreich den Markt erobern.

Als wirkungsvolle politische Maßnahmen zur Technologieförderung haben sich in der Computersimulation Einspeisevergütungen erwiesen oder Quoten für Energie aus bestimmten Technologien. Dabei nütze nur das gezielte Fördern jener Technologien, die noch unreif seien, so die Forscher: Hochsee-Windkraftanlagen, Biomassenutzung, Sonnenenergie. Kosten und Nutzen stehen hier in besonders gutem Verhältnis, wenn die Förderung zeitlich beispielsweise auf 30 Jahre begrenzt wird. Hingegen bringe es wirtschaftlich nichts, jene CO2-vermeidenden Technologien zu unterstützen, die bereits weit entwickelt sind: Nuklearreaktoren, Wasserkraft, hocheffiziente Gaskraftwerke.

Die Wissenschaftler haben eigens ein neuartiges Computermodell entwickelt, welches das Zusammenspiel von Unternehmen, Haushalten und Politik sowie die daraus entstehenden Effekte für die Wohlfahrt durchspielt. Dieses so genannte dynamische Multi-Agenten-Modell „zeigt robuste Ergebnisse über eine große Bandbreite von Szenarien, auch wenn wir eine Reihe von Vereinfachungen einbauen mussten“, so Kalkuhl. Dabei wird unterstellt, dass es einen funktionierenden Emissionshandel mit ambitionierten Klimaschutzzielen gibt, welcher kohlenstoffarme Technologien begünstigt.

Die Ergebnisse widersprechen der weit verbreiteten ökonomischen Auffassung, dass Emissionshandel plus Technologieförderung eine ineffiziente Doppelung sei und Innovation durch Patentschutz und allgemeine Forschungsförderung hinreichend gewährleistet werde. „Wir haben jetzt festgestellt: Den Ausstoß von Treibhausgasen kriegt man durchaus allein mit dem Emissionshandel runter; aber dann leider zu höheren Kosten“, sagt Ottmar Edenhofer, Chefökonom des PIK und Ko-Autor der Studie. Nur mit gezielter Förderung „bekommt man Technologien in den Markt, die dann steile Lernkurven aufweisen – also schnell billiger und besser werden.“ Höhere Kosten für Klimaschutz machen diesen politisch schwerer durchsetzbar. Daher gehören Emissionshandel und Technologiepolitik zusammen.

Die Wirkungen zeigen sich erst, wenn das Investitionsverhalten über viele Jahrzehnte betrachtet wird. Bisherige Untersuchungen waren oft zu kurzfristig ausgerichtet. „Klimapolitik ist aber ein Langfristprojekt“, erklärt Edenhofer. Der Staat wisse durchaus nicht besser als die Unternehmen, welche Technologien zukunftsfähig sind. Aber gerade angesichts der Ungewissheit könne nur er sich das Risiko der Technologieförderung leisten. Allerdings: Ohne die Einführung eines Preises für den CO2-Ausstoß, verbunden mit einer Deckelung der Emissionsmengen, nützt laut Edenhofer auch die schönste Technologieförderung nichts. „Nur mit Subventionen den Klimawandel verhindern zu wollen, das wäre unbezahlbar.“

Originalpublikation:
Kalkuhl, M., Edenhofer, O., Lessmann, K. (2012): Learning or Lock-in: Optimal Technology Policies to Support Mitigation. Resource and Energy Economics, 34(1), 1–23 [doi:10.1016/j.reseneeco.2011.08.001] (online first)

Studie in der Fassung als Arbeitspapier (PDF, englisch)

Zum Artikel in der Fachzeitschrift (englisch)

Im europäischen Vergleich ist Berlin bei der Minderung verkehrsbedingter Rußemissionen in den letzten fünf Jahren am weitesten vorangekommen.

ÖPNV-Ausbau vermindert Feinstaub – Foto: Claus Jordan / Pixelio

Wichtigster Grund für die mehr als 50-prozentige Rußminderung war die konsequente Einführung einer Umweltzone in der deutschen Hauptstadt. Den zweiten Platz eines europäischen Städtevergleichs von Maßnahmen zur Rußminderung teilen sich Kopenhagen und Stockholm, Platz drei Zürich und Wien. Schlusslicht im Städteranking 17 europäischer Großstädte ist Rom, nur wenig besser konnten sich Mailand (an vorletzter Stelle), Düsseldorf (an drittletzter Stelle) und Stuttgart (Viertletzter) platzieren. Den Städtevergleich führten der Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) und das Europäische Umweltbüro in Brüssel (European Environmental Bureau, EEB) durch.

Werner Reh, BUND-Verkehrsexperte: “In Berlin sank in den letzten zehn Jahren der Anteil des Autoverkehrs am Verkehr insgesamt um sechs Prozent. Hinzu kam eine Verdoppelung des Fahrradverkehrs auf 13 Prozent. Den Spitzenplatz bei der Bekämpfung des gesundheitsschädlichen Rußes aus den Auspuffen verdankt Berlin jedoch vor allem der konsequenten Umsetzung der Umweltzone. Kopenhagen mit 40 Prozent Radverkehr und Stockholm mit 50 Prozent öffentlichem Personennahverkehr zeigen jedoch, dass es auch in Berlin noch Reserven gibt.” Der Nahverkehr habe in Berlin lediglich einen Anteil von etwas weniger als 30 Prozent am Gesamtverkehrsaufkommen. Feinstaub aus dieselbetriebenen Baumaschinen könnte ebenfalls entscheidend reduziert werden, sagte Reh.

Grundlage für den Städtevergleich seien sämtliche Maßnahmen zur Verringerung der Schadstoffemissionen gewesen. Einbezogen worden seien auch generelle Kriterien einer umweltfreundlichen Verkehrsplanung. Besonderes Gewicht habe jedoch das Vorschreiben von Dieselpartikel-Filtern erhalten. Stuttgart habe deshalb ungünstig abgeschnitten, weil die Stadt dem Ausmaß ihrer Ruß-Emissionen nur mit lückenhaften Gegenmaßnahmen begegnet sei. Zwar gebe es in der Stadt eine Umweltzone, Vorschriften zur Rußminderung bei Baumaschinen fehlten jedoch völlig. Düsseldorf wiederum habe wichtige Verkehrswege aus ihrer Umweltzone ausgeklammert, die Parkgebühren reduziert und behandle den Fahrradverkehr nur stiefmütterlich.

In dem Städtevergleich wurden Maßnahmen zur Rußbekämpfung zwischen 2005 und 2010 untersucht, da 2005 die europäischen Grenzwerte für Feinstaub (PM10) in Kraft traten. Weitere angefragte Städte konnten nicht in die Bewertung einbezogen werden, weil sie die Fragebögen nicht zurücksandten. Das Städteranking ist Teil einer Kampagne von BUND, Naturschutzbund NABU, Verkehrsclub Deutschland VCD und Deutsche Umwelthilfe DUH, die seit 2009 unter dem Motto “Rußfrei fürs Klima” die Feinstaubmissionen im Verkehrssektor bekämpft. Die Ergebnisse wurden in allen europäischen Vergleichsländern veröffentlicht.

Das Ranking im Internet

Kampagne ‘Rußfrei fürs Klima’

„Mit klotzigen Modellen buhlen die Autohersteller um PS-verrückte Kundschaft, aber sie schaffen es nicht, neue Spritspartechniken endlich serienmäßig anzubieten“.

Geländewagen – Foto: Günter Hommes / pixelio

Das kritisiert NABU-Bundesgeschäftsführer Leif Miller. „Damit zeigt die IAA, dass die Autobranche der Energiewende allzu weit hinterher hinkt.“ So trägt der Verkehrsbereich viel zu wenig zum Umwelt- und Klimaschutz bei. Tatsächlich können die Effizienzfortschritte mit dem Wachstum des weltweiten Pkw-Bestands, der in diesem Jahr wohl erstmals die Marke von einer Milliarde Fahrzeugen überschritten hat, nicht Schritt halten.

Viele Neuheiten auf der IAA zielen auf eine entfernte Zukunft, etwa der VW Nils, oder sind zu anspruchsvoll, um schnell große Stückzahlen zu erreichen, wie die i-Autos von BMW, erklärt NABU-Verkehrsexperte Dietmar Oeliger. Das Elektroauto bleibt in aller Munde, wird aber auf längere Zeit ein Nischenprodukt bleiben, aufgrund ungelöster Probleme bei Reichweite, Batterietechnik und Preis. Deshalb fordert der NABU als oberste Maxime, dass deutliche Verbrauchseinsparungen bei der „klassischen Hausmannskost“, also dem Viersitzer mit Verbrennungsmotor, erzielt werden müssen. Das Ziel muss nach Ansicht des NABU ein Flottendurchschnitt von 80 Gramm Kohlendioxidausstoß je Kilometer im Jahre 2020 sein. „Dazu muss sich die Bundesregierung endlich für klare Vorgaben auf EU-Ebene einsetzen“, betont Miller.

Bislang hat sich die Bundesregierung nicht als engagierter Kämpfer für Klimaschutz im Verkehrsbereich hervorgetan, kritisiert der NABU. Bestes Beispiel ist die ab Dezember gültige Energieverbrauchskennzeichnung für Neufahrzeuge. „Tatsächlich stellt dieses neue Label schwere und verbrauchsstarke Autos tendenziell besser und suggeriert dem Kunden eine nicht vorhandene Umweltfreundlichkeit“, erklärt Miller. Der NABU lehnt das CO2-Verbrauchslabel als Kundentäuschung ab und fordert deutliche Verbesserungen. „Es ist der Sache nicht dienlich, wenn ein zweieinhalb Tonnen schwerer Geländewagen mit zehn Litern Verbrauch ein staatlich geprüftes grünes CO2-Label erhält, auch wenn der Motor vergleichsweise effizient arbeitet“, betont NABU-Experte Oeliger.

Insbesondere die deutschen Hersteller haben mit Oberklassefahrzeugen in den letzen Jahren kräftig Kasse gemacht, auch und vor allem in Asien. Doch das Mobilitätsverhalten beginnt sich zu ändern, insbesondere in den Ballungszentren Europas. Angesichts von Ressourcenverknappung und Klimaauflagen steht die Branche vor grundlegenden Veränderungen, deshalb sollte sie die Milliardengewinne vor allem in neue Effizienztechniken wie Hybrid und Leichtbau investieren, fordert der NABU. Andernfalls dürfe man sich keine Illusionen über das bedrohliche Fortschreiten des Klimawandels machen: In China fehlen noch mehr als 600 Millionen Autos, um den westlichen Standard von rund 500 Pkw pro 1000 Einwohner zu erreichen. „Alle Klimaziele sind Makulatur, wenn der asiatische Bedarf mit der altbackenen Technik eines Benzin-Verbrennungsmotors gedeckt wird“, warnt NABU-Bundesgeschäftsführer Miller.

Der Kraftstoffverbrauch stellt in Australien ein Problem dar.

Agave benötigt kaum Wasser – Foto: Miroslaw / Pixelio

Nach Ansicht eines Wissenschaftlers der University of Sydney könnte das Agavengewächs, das bislang nur für die Herstellung von Tequila verwendet wurde, in Australiens trockenem Landesinneren großflächig angebaut werden und so das Kraftstoffproblem lösen und in umweltschonende Bahnen lenken.

Der Pflanzenphysiologe Dr. Daniel Tan der University of Sydney und Wissenschaftler der University of Oxford haben untersucht, inwiefern sich die Agave für die Herstellung von Bioethanol (Biokraftstoff) eignet. Bei dem Gewächs handelt es sich um eine Wasser speichernde Pflanze mit hohem Zuckeranteil, die in weiten Teilen Mexikos für die Erzeugung des alkoholischen Getränks Tequila angebaut wird.

Dr. Tan und seine Kollegen sind davon überzeugt, daß die Agave im Vergleich zu anderen Pflanzen, wie Zuckerrohr oder Mais, die bereits für die Herstellung von Ethanol verwendet werden, einige bedeutende Vorteile aufweist. „Die Agave scheint für die Herstellung von Biokraftstoff äußerst vielversprechend zu sein. Sie wächst auch in trockenen Gegenenden ohne Bewässerung, sie gilt nicht als Nahrungsmittel, und ihr Anbau geht nicht auf Kosten unserer knappen Wasservorräte“ sagte Dr. Tan, Dozent an der Faculty of Agriculture, Food and Natural Resources der University of Sydney.

Im Rahmen eines Pilotprojekts wurde im Kalamia Estate im australischen Bundesstaat Queensland bereits eine erste Agavenfarm zur Ethanolherstellung in Betrieb genommen. Und es wartet noch viel Arbeit. Dr. Tan und seine Kollegen weisen darauf hin, daß noch weitere Untersuchungen durchgeführt werden müssen, um die Eigenschaften der Agave besser zu verstehen und entsprechende Technologien zu entwickeln.

Sie analysierten die Ethanolproduktion des Agavengewächs und entdeckten dabei einige weitere Vorteile der Pflanze. „Aus Agaven gewonnenes Ethanol weist eine positive Energiebilanz auf – die gewonnene Energie ist fünfmal höher als die Energie, die aufgewendet werden muss. Damit schneidet die Pflanze im Vergleich zu dem hoch effizienten Zuckerrohr und dem weniger effizienten Mais positiv ab. Auch aufgrund der Reduzierung von Treibhausgasemissionen, gemessen in CO2-Äquivalenten, hält die Agave dem Vergleich mit dem Zuckerrohr stand. Wenn wir den gesamten Lebenszyklus des Gewächses betrachten – vom Pflanzen und Ernten bis zur Produktion und Bearbeitung – werden pro Jahr und Hektar schätzungsweise 7,5 Tonnen CO2-Äquivalente ausgestoßen,“ so Dr. Tan.

Xiaoyu Yan, Wissenschaftler an der Smith School of Enterprise and the Environment der University of Oxford, fasst die Forschungsergebnisse wie folgt zusammen:

„Unsere Untersuchung hebt die vielversprechenden Möglichkeiten der Bioenergieerzeugung durch Agaven in ariden oder semi-ariden Gegenden hervor. Die Erzeugung geht dabei kaum zu Lasten der Nahrungsmittelherstellung und der Wasservorräte. Wenn man die Energie- und Treibhausgasbilanz (Nettoreduktion der Treibhausgasemissionen pro Fläche) sowie die Höhe der Ethanolproduktion mit den Ergebnissen von Mais, Rutenhirse und Zuckerrohr vergleicht, schneidet das Agavengewächs besser oder zumindest ebenso gut ab.“

Eine Agavenproduktionsstätte könnte sich aufgrund der holzigen Nebenprodukte der Pflanze, wie Bagasse und sonstigen Rückständen, außerdem selbst mit der für den Betrieb erforderlichen Energie versorgen, so Dr. Tan.