Alle zwei Jahre veranstaltet das ETH Energy Science Center eine Sommerschule zum Thema Energie. Dieses Jahr lag der Schwerpunkt auf dem Thema “Navigieren des Übergangs in einer unsicheren Welt”. Die Energy-Blog-Redakteure Lingxi Tang und Jonathan Peel waren unter den 44 teilnehmenden Forschern und berichten im Folgenden über die drei wichtigsten Erkenntnisse der Schule.
Format der Sommerschule
Die Planung unserer Energiezukunft kann sich nicht mehr auf eine reine Marktwirtschaft stützen. Das Versagen des freien Marktes in Energiesystemen in Form von geopolitischen Risiken und Kohlenstoffemissionen rückt sowohl für private als auch für öffentliche Investoren ins Rampenlicht. Als Energieforscher ist es wichtig, ein ganzheitliches Verständnis für die interdisziplinären Herausforderungen zu entwickeln, die mit der Lösung dieses Marktversagens einhergehen. Die zweite Ausgabe der ETH Energy Summer School im September dieses Jahres mit dem Titel “Navigating the Energy Transition in an Insecure World” sollte genau diese Entwicklung fördern und eine globale Gruppe von Energieforschern zusammenbringen. Dieses Jahr versammelten sich 60 Forschende aus 17 Ländern und vier Kontinenten, um drei Schlüsselthemen zu erforschen: geopolitische Dynamik, Energiesicherheit und die Finanzierung von Innovationen. Neben Vorträgen von Experten aus der Wissenschaft und der Privatwirtschaft stellten die Teilnehmer ihre Forschungsergebnisse in offenen Postersitzungen vor und hatten die Möglichkeit, einen Wasserkraftdamm und ein Müllverbrennungsanlage zu besichtigen. Den Abschluss des Programms bildeten Gruppenfallstudien, bei denen die Teilnehmer ihre Erkenntnisse aus der Woche in ein Strategiepapier über eine vorgeschlagene Energiestrategie für ein Fallstudienland einbrachten.
Dieses Jahr hatten wir beide das Privileg, daran teilzunehmen, und in diesem Blogbeitrag fassen wir die drei wichtigsten Erkenntnisse der Sommerschule zusammen. Die Beispiele in diesem Blogbeitrag beziehen sich auf die vier Länder, die wir für unsere Gruppenfallstudien ausgewählt haben. Die Länder Südafrika, Japan, Kolumbien und die Ukraine stehen für eine Reihe von unterschiedlichen und einzigartigen Herausforderungen im Energiebereich.
Erkenntnis 1: (Geo-)Politik kann den Übergang entweder verlangsamen oder beschleunigen
In der Ukraine hat sich die Geopolitik beschleunigend auf den Übergang ausgewirkt. Als Russland im Jahr 2022 in die Ukraine einmarschierte, legte es das ukrainische Energiesystem taktisch lahm, indem es Zerstörung von 71% Stromerzeugungskapazität und die Ausfuhren fossiler Brennstoffe plötzlich zu reduzieren. Dies hat zwei Auswirkungen. Erstens beschleunigt die Ukraine den Ausbau der erneuerbaren Energien, da ein dezentralisiertes und vernetztes Solarenergie- und Windenergiesystem wesentlich robuster gegen feindliche Bombardierungen ist als ein zentralisiertes fossiles System. Zweitens hat auch die EU als Verbündeter der Ukraine den Ausstieg aus den fossilen Brennstoffen durch das Maßnahmenpaket REPowerEU. Siehe dies Blog-Beitrag für weitere Einzelheiten.
Japan hat den höchsten Anteil an fossiler Stromerzeugung in der G7 und seine Pläne zum Ausbau der Kernenergie und der erneuerbaren Energien werden durch starke politische und lokale Widerstände weiter behindert. Weniger bekannt als die Kernenergie ist das extrem hohe geothermische Potenzial (d. h., 23 GW, was deutlich mehr ist als in Island mit ca. 7 GW), aber stark Der Widerstand der Onsen-Lobby (japanische Bäder) hat den Anteil der Geothermie an der Stromversorgung auf nur 0,3% begrenzt.. In diesem Fall blockieren politische Interessen die Pläne Japans zur Dekarbonisierung.
In Südafrika und Kolumbien verlangsamt die Innenpolitik ebenfalls den Übergang, aber es besteht die Möglichkeit, den Widerstand zu brechen, indem ein gerechter Übergang zu erneuerbaren Energien angestrebt wird. Südafrika, wo sowohl die die am stärksten von Kohle abhängige Stromversorgung der Welt und lähmende Unzuverlässigkeit des Netzes, wird durch das vertikal integrierte staatliche Versorgungsunternehmen Eskom belastet. Trotz des Reichtums an erneuerbaren Ressourcen ist das Wachstum der erneuerbaren Energien in Südafrika langsam, da Eskom der einzige Stromabnehmer ist und Verträgen mit seinen eigenen Kohlekraftwerken Vorrang einräumt. Die Entflechtung von Eskom ist eine klare Lösung, aber mit 91.000 Beschäftigten ist der politische Widerstand groß. Durch die Förderung eines gerechten Übergangs, etwa durch die Projekt Kraftwerk Komati, So kann Südafrika für die Entflechtung werben und gleichzeitig seine Arbeitskräfte weiterbilden. Auch in Kolumbien leisten lokale und indigene Gemeinschaften Widerstand gegen die lokale Infrastruktur für erneuerbare Energien und den nationalen Ausbildungsdienst Kolumbiens, SENA, bietet eine kostenlose Berufsausbildung für einkommensschwache Gruppen an.
Im Folgenden wird erörtert, wie in Situationen, in denen die Politik den Übergang verlangsamen kann, die Umstellung auf Wind- und Solarenergie als Mittel zur Erhöhung der Energiesicherheit bei gleichzeitiger Dekarbonisierung attraktiver wird.
Erkenntnis 2: Dekarbonisierung und Energieunabhängigkeit gehen Hand in Hand
Ein Hauptargument für die auf fossilen Brennstoffen basierenden Stromquellen ist, dass sie zuverlässige und sichere Energiequellen sind. Dies ist jedoch nicht mehr der Fall. Wie unsere Fallstudienländer zeigen, sind erneuerbare Energien zunehmend die sicherere und widerstandsfähigere Wahl - und unterstützen gleichzeitig die Dekarbonisierung.
So nutzt Südafrika zum Beispiel weiterhin sein reichhaltiges heimisches Kohleangebot, um erzeugen ~80% ihres Stroms. Selbst wenn wir die Probleme der Umweltverschmutzung und der Emissionen beiseite lassen, ein auslaufender Kohlekraftwerkspark bedeutet, dass Südafrika bald auf eine andere Energiequelle ausweichen muss: entweder andere fossile Brennstoffe oder erneuerbare Energien. Südafrika importiert bereits 99% und 98% Die weitere Abhängigkeit von Importen fossiler Brennstoffe würde die Anfälligkeit des Landes für ausländische Versorgungsschocks und geopolitischen Druck verstärken und sowohl die Nachhaltigkeit als auch die Sicherheit gefährden. Mit reichhaltige Sonnen- und Windressourcen, Durch die dezentrale Energieerzeugung vor Ort trägt Südafrika zur Stärkung seiner Energieunabhängigkeit bei und leistet gleichzeitig einen Beitrag zum Erreichen seines Netto-Null-Ziels.
Die Gegner der erneuerbaren Energien könnten darauf hinweisen, dass selbst einheimische Solar- und Windenergieanlagen Versorgungsrisiken bergen, insbesondere für Länder mit politischen Spannungen mit China, das bei der Herstellung von Solar- und Windenergieanlagen führend ist, und dass ein Land, das sich auf eine von erneuerbaren Energien dominierte Energiestrategie festlegt, anfällig dafür werden könnte, von China als ‘Geisel’ gehalten zu werden. Als Antwort darauf stellte Professor Tobias Schmidt die ‘Bestand vs. Fluss’Dieses Argument besagt, dass zwischen einem einmaligen Technologieimport (erneuerbare Energien) und einem kontinuierlichen Brennstoffimport (fossile Brennstoffe) die erstere die weniger anfällige Wahl wäre.
Schließlich wird, wie bereits erwähnt, die dezentrale Natur der Solar- und Windenergie zu einem Schlüsselmerkmal für die militärische Sicherheit. Dieser Vorteil ist entscheidend für Länder, die sich Sorgen um die militärische Sicherheit ihrer Energieversorgung machen, wie z.B. die Ukraine.
Diese Beispiele zeigen, dass der Übergang zu erneuerbaren Energien sowohl Energiesicherheit als auch Nachhaltigkeit bringt. Die hohen Vorabinvestitionen, die für die Infrastruktur für erneuerbare Energien erforderlich sind, werfen jedoch wichtige wirtschaftliche Fragen auf, die wir im nächsten Abschnitt untersuchen.
Erkenntnis 3: Die Wirtschaft macht den Übergang sowohl unvermeidlich als auch exponentiell (aber nur in reichen Ländern)
Dies war der rote Faden, der sich durch die vielen Fachvorträge der Sommerschule zog. In der Hauptvorlesung der Sommerschule stellte Professor Schmidt die Weichen, indem er die erneuerbaren Energien mit historischen Technologieübergängen verglich und aufzeigte, dass der Übergang Mitte der 2020er Jahre nun unvermeidlich ist. Der wichtigste Faktor dabei war der beispiellose Kostenrückgang bei der Photovoltaik - 2010 sagte die IEA für 2024 einen Zubau von 18 GW an PV-Spitzenleistung voraus, während es in Wirklichkeit 590 GW waren. Der Business Case der erneuerbaren Energien wurde durch einen Vortrag des Geschäftsführers der Energy Infrastructure Partners AG, Herrn Griesshaber, untermauert. Die Investoren vertrauen den Partnern ihr Geld nicht aufgrund einer rosigen Zukunftsvision an, sondern weil sie außergewöhnliche Renditen erwarten; die Investitionsrendite der Energieinfrastruktur von 2009 bis 2024 beträgt 16% und übertrifft damit alle anderen Vermögenswerte (Private Equity, Immobilien, Aktien, Gold usw.), und mehr als 90% der weltweit neu errichteten Energieerzeugungsanlagen sind heute Solar-, Wind- oder Batterieanlagen. Wir haben jetzt alternative Technologien zu fossilen Brennstoffen, die billiger und sauberer sind, und die Finanzierung dieses Ersatzes ist für viele Unternehmen, Investoren und Nationen bereits eine massive Quelle für Wachstum und Gewinn.
Wir erfuhren auch, dass finanzielle Kräfte mächtiger sind als politische, zumindest wenn die Märkte liberalisiert sind. Professor Hodge sprach mit uns über die Umstellung in den USA und zeigte, dass selbst in einer Ära des “Drill, Baby Drill” Texas aufgrund seines liberalisierten Energiemarktes der Staat ist, der die meisten erneuerbaren Energien aufbaut, und dass die neue Stromerzeugungskapazität im Jahr 2025 landesweit voraussichtlich über 90% erneuerbare Energien betragen wird, wie in Abbildung 2 dargestellt. Darüber hinaus erfuhren wir in einem Vortrag von Professor Fischhendler, dass selbst in politisch instabilen Gebieten wie dem Westjordanland, der zyprischen Pufferzone und Tibet Konflikte die Nutzung erneuerbarer Energien fördern, da sie Energieunabhängigkeit zu geringeren Kosten bieten.
Schließlich zeigte Professor Egli auf, wie die Finanzierung dem Übergang ebenfalls im Wege stehen kann. Abbildung 3 zeigt, dass in den OECD-Ländern und in China die Investitionen in erneuerbare Energien jetzt schneller steigen als die in fossile Brennstoffe, aber in allen anderen Ländern gibt es keinen derartigen Investitionsübergang. Das liegt daran, dass der Übergang im Wesentlichen darin besteht, von einem System mit niedrigen Anfangsinvestitionen, aber hohen Betriebskosten zu einem System mit hohen Anfangsinvestitionen, aber niedrigen Betriebskosten überzugehen, so dass die Frage, ob erneuerbare Energien billiger sind, von den Kreditkosten abhängt, die in Nicht-OECD-Ländern viel höher sind. Dies ist wichtig, weil diese Länder, die sich auf fossile Infrastrukturen festgelegt haben, in diesem Jahrhundert das größte Bevölkerungs- und Wirtschaftswachstum erleben werden. Es ist daher von größter Bedeutung, dass wir unsere globalen Finanzinstitutionen nutzen, um das Risiko der energiebezogenen Kreditaufnahme im globalen Süden zu verringern.
