„Saubere“ erneuerbare Energien belasten die Erde mehr als behauptet

Sonne und Wind können – wenn sie scheinen oder wehen – die direkten Emissionen der Stromerzeugung nicht nur senken, sondern sogar eliminieren. Bisher scheitert die Umsetzung jedoch vor allem am Wetter und den fehlenden Speichern. Der Rohstoffbedarf einer „sauberen“ Energieversorgung durch erneuerbare Energien ist entsprechend groß.

Wie die Internationale Energieagentur (IEA) in ihrem im März 2022 aktualisierten Bericht „Die Rolle kritischer Minerale auf dem Weg zu sauberer Energie“ darstellt, benötigen Windkraftanlagen und Solarzellen bereits heute deutlich mehr Rohstoffe als konventionelle Kraftwerke. Dennoch ist die Auflistung der IEA irreführend, so Donn Dears, Ingenieur und pensionierter leitender Angestellter der General Electric Company. Denn die aufgeführten Rohstoffe beziehen sich lediglich auf die Installation, sprich die Nennleistung der Anlagen.

Während konventionelle Kraftwerke anschließend nahezu rund um die Uhr zuverlässig Strom liefern, können die Erneuerbaren seltenst ihr gesamtes Potenzial ausschöpfen. Im schlimmsten Fall regt sich wochenlang kein Lüftchen und die Sonne bleibt hinter dicken Wolken.

Installierte Leistung vs. Stromerzeugung

Bereits auf den ersten Blick zeigt das IEA-Diagramm, wie viel Rohstoffe für den Bau von einem Megawatt installierter Leistung bei Wind und Sonne im Vergleich zu Erdgas, Kohle oder Kernkraft benötigen. Mit über 15 Tonnen teils seltener Minerale benötigen Windkraftanlagen auf See am meisten, gefolgt von Windkraft an Land und Solaranlagen.

Für den Bau benötigte Minerale und Rohstoffe nach Energieträgern in Kilogramm pro Megawatt installierter Leistung. Foto: ts/Epoch Times, Daten: IEA (2022): „The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions“, S. 26 ; Alle Rechte vorbehalten.

Die dargestellten Rohstoffe beziehen sich jedoch nur auf den Bau der verschiedenen Kraftwerke, also auf die installierte Nennleistung. Diese Zahl gibt an, wie viel Strom die Anlagen unter idealen Bedingungen erzeugen könnten. Wie viel tatsächlich zu erwarten ist, gibt die gesicherte Leistung an. Auch Kernkraftwerke erreichen über das Jahr keine 100-prozentige Auslastung. Gemeinsam mit Kohle- und Gaskraftwerken liegt ihre gesicherte Leistung jedoch bei etwa 90 Prozent.

Windkraftanlagen liefern laut Energieexperten im Jahresschnitt bis etwa zehn Prozent ihrer Nennleistung zuverlässig, Solaranlagen etwa fünf Prozent. Mit anderen Worten: Für ein Windkraftwerk, das durchschnittlich 1 MW liefert, müssen 10 MW installiert werden. – Denn auch alle Windkraftanlagen der Welt drehen sich nicht, wenn kein Wind weht.

Auslastung und Laufzeit bei Konventionellen besser

Die Zahlen der IEA müssen demzufolge mit weiteren Daten wie der Auslastung kombiniert werden. Ein weiterer Punkt ist die Laufzeit unterschiedlicher Kraftwerkstypen.

Daten zur Auslastung bietet unter anderem die europäische IEA sowie die amerikanische Energy Information Administration (EIA). Erfahrungswerte weichen allerdings teils deutlich ab. So liegen die Kapazitätsfaktoren von Windkraftanlagen in Deutschland um jeweils etwa 15 Prozentpunkte niedriger. Kohle- und Gaskraftwerke im Grundlastbetrieb erreichen hingegen ähnliche Werte wie Kernkraftwerke. Selbst mit den offiziellen Daten zeigt sich bereits ein drastischer Unterschied zu Ungunsten der Erneuerbaren.

Zieht man die Lebensdauer der Kraftwerkstypen in Betracht, verschiebt sich das Verhältnis noch weiter. Während Windkraft- und Solaranlagen an Land erwartungsgemäß 20 Jahre lang Strom liefern, ist die Lebensdauer von Offshore-Windkraftanlagen noch unbestimmt. Im besten Fall halten sie ebenfalls 20 Jahre.

Neue Gaskraftwerke werden bereits mit 40 Jahren Lebensdauer projektiert. Kohlekraftwerke wurden für 60 und Kernkraftwerke sogar für 80 Jahre Laufzeit ausgelegt. Daher müssen Wind- und Solaranlagen bis zu viermal gebaut beziehungsweise ersetzt werden, um beispielsweise die Laufzeit eines Kernkraftwerks zu erreichen. Das spiegelt sich natürlich auch in den benötigten Rohstoffen für erneuerbare Energien wider:

Rohstoffbedarf in Kilogramm pro Megawatt gesicherter Leistung, Kapazitätsfaktoren und projektierte Laufzeit ausgewählter Kraftwerkstypen. Foto: ts/Epoch Times, Daten: IEA, EIA

„Sauber“ sind erneuerbare Energien nur im Betrieb

Daraus folgt, dass Wind und Solar mindestens 19-mal mehr kritische Materialien benötigen als die ebenfalls CO₂-freie Kernkraft und mehr als 25-mal so viele Rohstoffe wie ein Erdgaskraftwerk.

Bezogen auf die technischen Erfahrungswerte benötigt der Bau von Windkraftanlagen an Land sogar bis zu 78-mal mehr Rohstoffe als Gaskraftwerke mit derselben gesicherten Leistung. Hinzu kommt – ähnlich wie bei der politisch ungewollten Atomkraft – ein noch bis heute ungelöstes Entsorgungsproblem.

Der Abbau, die Verarbeitung und der Transport kritischer Materialien wirken sich nachteilig auf die Umwelt aus. Außerdem stammen viele der benötigten Materialien aus Entwicklungsländern mit teils deutlich schlechteren Umweltvorschriften – oder aus Russland.

Angesichts dieser Ergebnisse wäre es laut Dears falsch, zu sagen, erneuerbare Energien wären sauber oder nachhaltig. Das stimmt, aber nur für den Betrieb. Über die gesamte Lebensdauer ist nicht auszuschließen, dass Kernkraft-, Gas- und Kohlekraftwerke nachhaltiger sind als Wind- und Solarkraftwerke.

Dieser Artikel erschien zuerst in der Epoch Times Wochenzeitung, Ausgabe Nr. 38, vom 2. April 2022.