Der lange Weg der Energiewende

Die Besorgnis über die Folgen einer übermäßigen globalen Erwärmung hat das Interesse an der Energiewende verstärkt. Allgemein wird angenommen, dass die Energiewende der wichtigste Faktor für die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien ist. Allerdings gibt es nur in wenigen Ländern/Regionen Anzeichen für eine tatsächliche Energiewende. Auf globaler Ebene ist die Relevanz der Energiewende so gut wie nicht vorhanden, wenn man es genau nimmt.

Der Energieverbrauch macht etwa zwei Drittel der Treibhausgasemissionen der Welt. Dies liegt daran, dass die meiste Energie immer noch aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe (hauptsächlich Öl, Kohle und Erdgas) stammt. Die Energiewende, d. h. die Umstellung von nicht erneuerbaren auf erneuerbare Energiequellen, wurde als mögliche Lösung für die globale Erwärmung vorgeschlagen. A aktuelle Studie die verschiedenen Faktoren aufgeschlüsselt, die zu Veränderungen bei der Nutzung erneuerbarer Energien (EE) in der ganzen Welt beitragen. Dabei wurde die Substitution von nicht erneuerbaren Energien durch erneuerbare Energien als Variable mit der Bezeichnung "Energiewende" einbezogen, um die tatsächlichen Auswirkungen der Energiewende selbst im Vergleich zu anderen Triebkräften wie z. B.: Pro-Kopf-Verbrauch; Bevölkerung; Technologieund Handelsstruktur. Dies ist das Ergebnis der Untersuchung.

Welche Faktoren bestimmen den weltweiten Einsatz erneuerbarer Energien?

Abbildung 1 zeigt die kumulativen Treiber für Veränderungen in der globalen EE-Nutzung und die Gesamtveränderung im Zeitraum 2000-2014. Negative Werte zeigen an, dass der Treiber die EE-Nutzung verringert hat, und umgekehrt. Die Gesamtveränderung (schwarze Linie) ist die Summe der positiven und negativen Einflussfaktoren. Das typische Ergebnis gibt an, um wie viel die globale EE-Nutzung gestiegen wäre, wenn nur Bevölkerungzum Beispiel gestiegen wäre, während alles andere gleich geblieben ist.

Der weltweite EE-Verbrauch stieg zwischen 2000 und 2014 um 38% oder 22,1 Exa-Joule (EJ). Um dies ins rechte Licht zu rücken, Der gesamte Endenergieverbrauch in den USA betrug 2014 etwa 63 EJ.. Wie aus Abbildung 1 hervorgeht, trugen vor allem die Entwicklung des Pro-Kopf-Verbrauchs (+32,2 EJ) und das Bevölkerungswachstum (+11,0 EJ) zu dieser Veränderung bei.

Was bedeutet das? Mehr Menschen und ein höherer Verbrauch jedes Einzelnen waren für einen erheblichen Anstieg der Nachfrage nach EE verantwortlich. Wären alle anderen Faktoren außer der Bevölkerung und dem Pro-Kopf-Verbrauch konstant geblieben, wäre der weltweite EE-Verbrauch seit 2000 um 43,2 EJ (75%) gestiegen.

Dieser Effekt wurde teilweise durch technologische Veränderungen (einschließlich Effizienzsteigerungen und Veränderungen in der Inputstruktur der Produktion) ausgeglichen, die zu einem Rückgang des EE-Einsatzes um 23,6 EJ (-41,8%) führten. Die Energie, die benötigt wird, um die gleiche Menge an Waren und Dienstleistungen zu produzieren, ist also im Laufe der Zeit zurückgegangen - wir können mit weniger mehr erreichen.

Der Beitrag der Substitution von Nicht-EE durch EE (d. h. die Energiewende) war mit nur 1,3 EJ (2%) sehr bescheiden. Dies bedeutet, dass auf globaler Ebene sowohl der EE- als auch der Nicht-EE-Verbrauch mit einer sehr ähnlichen Rate zunahm, wobei der EE-Verbrauch nur geringfügig schneller wuchs. Im Prinzip würden wir uns wünschen, dass dieser Effekt höher wäre, da er darauf hinweisen würde, dass die EE-Nutzung die Nicht-EE-Nutzung ersetzt.

Trotz der beispiellosen Veränderung des Umfangs und der Struktur des internationalen Handels war die Auswirkung auf den weltweiten EE-Verbrauch sehr gering, er stieg nur um 1,1 EJ (2%).

Abbildung 1: Kumulative Veränderung der globalen EE-Nutzung nach treibenden Faktoren, 2000-2014.

Welche Länder/Regionen treiben den weltweiten Einsatz von EE voran?

Abbildung 2 zeigt die Veränderungen bei der Nutzung von EE zwischen 2000 und 2014 nach Land und Fahrer.

Die Veränderungen in den europäischen Ländern (EUR, d. h. EU28 + Norwegen und Schweiz) erhöhten die globale EE-Nutzung um fast 4,2 EJ (durch die Linie in Abbildung 2 angezeigt), was etwa 19% der gesamten Veränderung der globalen EE-Nutzung entspricht.

Die wachsende Bedeutung der Region der übrigen Welt (ROW), die hauptsächlich aus Entwicklungs- und Schwellenländern besteht, ist bemerkenswert. Ihre EE-Nutzung stieg um 8,9 EJ (d. h. 40% der Gesamtveränderung der globalen EE-Nutzung), womit sie den größten Beitrag zum Wachstum der globalen EE-Nutzung leistete. In diesen Ländern stammt der größte Teil des EE-Zuwachses aus traditionellen Brennstoffen wie Brennholz und landwirtschaftlicher Abfallbiomasse. Mit steigendem Einkommen gehen die Länder in der Regel von der Abhängigkeit von traditionellen Brennstoffen zu moderneren Energieträgern über, ein Prozess, der als "Aufstieg auf der Energieleiter".

Das Wachstum der EE-Nutzung in anderen großen Volkswirtschaften war deutlich geringer. Die Veränderungen in Indien machten 2,1 EJ (9,5%) aus, in den USA 1,8 EJ (8,3%), in Brasilien 1,65 EJ (7,5%) und in China 1,29 EJ (5,8%) der weltweiten EE-Nutzung.

Was treibt die Nutzung von EE auf nationaler/regionaler Ebene an?

Abbildung 2 zeigt, dass die Rolle der fünf Faktoren je nach Land und Region unterschiedlich ist. In den BRIIC-Ländern (Brasilien, Russland, Indien, Indonesien und China) und in der ROW war das Wachstum des Pro-Kopf-Verbrauchs der wichtigste Faktor für die Zunahme der EE-Nutzung. Auch das Bevölkerungswachstum in der ROW ist von Bedeutung. In China spielte dieser Effekt eine geringere Rolle, was auf eine Verlangsamung des demografischen Wandels zurückzuführen ist.

Globale Veränderungen des Pro-Kopf-Verbrauchs und der Bevölkerung hatten einen geringen Einfluss auf den Anstieg der EE-Nutzung in den europäischen Ländern (EUR), den USA und Ostasien. In diesen Ländern/Regionen hatte der EE-Übergangseffekt einen starken positiven Einfluss auf die EE-Nutzung. Dieser Effekt war in den europäischen Ländern besonders stark, was das Engagement dieser Volkswirtschaften widerspiegelt, ihre Umweltbelastung durch die Förderung der EE-Nutzung zu verringern.

Im Gegensatz dazu ist in China und Indien der Anteil der erneuerbaren Energien am Gesamtenergieverbrauch rückläufig. Dies bedeutet nicht, dass sich die Energiewende umgekehrt hat (d. h. von erneuerbaren zu nicht-erneuerbaren Energien übergegangen ist). Vielmehr drückt es aus, dass die Nutzung erneuerbarer Energien weniger stark zunahm als die Nutzung nicht erneuerbarer Energien. Mit der Industrialisierung der Volkswirtschaften steigt der Energiebedarf für den Bau von Infrastrukturen wie Straßen, Brücken, Häusern und der Schwerindustrie in der Regel erheblich an. Für diese Projekte werden Materialien wie Stahl und Zement benötigt, deren Herstellung große Mengen an fossiler Energie erfordert. In China dürfte der Materialbedarf in naher Zukunft zurückgehen, während in Indien, anderen asiatischen Entwicklungsländern und in Afrika südlich der Sahara mit einem Anstieg gerechnet wird.

Abbildung 1: Veränderungen in der EE-Nutzung nach Land/Region und treibendem Faktor, 2000-2014. Anmerkung: ROW - Rest der Welt; EUR - EU28 + Norwegen und Schweiz; IND - Indien; USA - Vereinigte Staaten von Amerika, BRA - Brasilien, CHN - China; EAS - Ostasien; IDN - Indonesien; CAN - Kanada; TUR - Türkei; AUS - Australien; RUS - Russland; MEX - Mexiko.

Was treibt die EE-Nutzung in der Schweiz an?

Die in Abbildung 3 dargestellten Ergebnisse für die Schweiz stehen im Einklang mit den Ergebnissen für den EUR. Der Effekt der Energiewende war die wichtigste Komponente, die die Nutzung von EE vorantrieb. In der Schweiz ist der Pro-Kopf-Verbrauchseffekt relativ gering und sogar kleiner als der Bevölkerungseffekt. Dies spiegelt die Entkopplung des Energieverbrauchs vom Wirtschaftswachstum (gemessen am Pro-Kopf-Verbrauch) wider. Der Handelsstruktureffekt spielt in der Schweiz ebenfalls eine wichtige Rolle. Er erfasst Veränderungen im EE-Einsatz, die auf die abnehmende Nutzung inländischer Inputs (Outsourcing) zurückzuführen sind, die durch Importe ersetzt werden.

Schlussfolgerungen

Diese Ergebnisse sind sowohl hoffnungsvoll als auch beunruhigend. Hoffnungsvoll, weil sie zeigen, dass umweltpolitische Maßnahmen die fossilen Brennstoffe in mehreren Teilen der Welt verdrängen. Besorgniserregend, weil die Energiewende in diesen Ländern zu langsam vonstatten geht und weil die Anstrengungen zur Energiewende in den Industrieländern bei weitem nicht ausreichen. Der Einsatz von erneuerbaren Energien muss weltweit beschleunigt werden.

Vaclav Smil schreibt dass alle Energiewandlungen eines gemeinsam haben: Sie sind langwierige Angelegenheiten, deren Dauer in Jahrzehnten oder Generationen und nicht in Jahren gemessen wird. Je größer der Umfang der vorherrschenden Nutzung und der Umstellung ist, desto länger wird die Substitution dauern.

In der Energiegeschichte gibt es viele verblüffende Beispiele für diese Vorgänge. Die großen globalen Energiewendeprozesse von Holz über Kohle zu Erdöl und Erdgas haben jeweils etwa 50 bis 60 Jahre. Nehmen Sie Erdgas, So dauerte es beispielsweise etwa 60 Jahre seit Beginn der kommerziellen Förderung in den frühen 1870er Jahren, bis 5% des weltweiten Energiemarktes erreicht wurden, und weitere 55 Jahre, bis 25% der gesamten Primärenergieversorgung darauf entfielen..

Die Energiewirtschaft ist komplex, und das Verständnis der wichtigsten Trends kann eine Herausforderung sein. Eine Schlüsselfrage für die 2020er Jahre lautet ob die Energiewende schrittweise oder schnell erfolgen wird. Smil argumentiert dass die große Hoffnung auf einen schnellen und umfassenden Übergang zu erneuerbaren Energien Wunschdenken ist. Andere sind optimistischer weil erneuerbare Energien obszön billig werden. Eines ist klar: Die vor uns liegende Herausforderung ist immens, und das nächste Jahrzehnt wird für das Tempo des Übergangs entscheidend sein.

Dennoch ist es in meinen Augen eine riskante Strategie, allein auf erneuerbare Energien zu setzen, um die globale Erwärmung zu verhindern. Wenn wir den Klimawandel als die größte Bedrohung der Weltdann sollten alle Technologien und kohlenstofffreien Energiequellen als realisierbare Optionen in Betracht gezogen werden, auch die Kernenergie. Vorhandene Beweise legen nahe dass ein breites Portfolio von Energieoptionen einen erschwinglichen Übergang zu einem nahezu emissionsfreien Energiesystem erleichtern wird. Alle Visionen einer schnellen, zuverlässigen und kostengünstigen Energiewende, die sich fast ausschließlich auf Wind-, Sonnen- und Wasserkraft stützt, sind mit Vorsicht zu genießen. Um einen bekannten Energie- und Klimawissenschaftler, Glen Peters, zu zitieren: "Es ist immer noch möglich zu gewinnen, wenn man 9 Spieler auf dem Fußballfeld hat, aber es ist viel einfacher zu gewinnen, wenn man 11 hat..."

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