Die globalen Auswirkungen der Covid-19-Pandemie auf das gesellschaftliche Leben sind noch nicht vollständig überschaubar, aber Krisen oder Knappheitssituationen treiben häufig Veränderungsprozesse an oder beschleunigen sie. Der Anschub der Digitalisierung markiert einen deutlichen Wendepunkt unserer Alltagsroutinen und wirft zentrale Fragen nach der Zukunft der Arbeit auf. Aus dem Spannungsfeld von Individualverhalten und kollektiven Corona-Regeln ergeben sich zudem auch interessante Parallelen für den erforderlichen tiefgreifenden gesamtgesellschaftlichen Wandel. Aktuell erleben wir grundlegende Änderungen der individuellen Lebensgewohnheiten, beispielsweise im Kontext von Klima- und Energiepolitik.

Wir sollten eines nicht übersehen: Selbst wenn wir unsere gesamte Energie regenerativ erzeugen, kann es sein, dass der CO2-Anteil bzw. der Anteil der Treibhausgase in der Atmosphäre nicht im gewünschten Maße zurückgeht. Deutschland emittiert derzeit jährlich etwa 900 Millionen Tonnen CO2-Äquivalent. Darin eingeschlossen sind neben CO2 auch andere Treibhausgase wie Methan oder Lachgas, die zum Beispiel bei der landwirtschaftlichen Produktion entstehen. In dieser Kalkulation enthalten ist eine negative Summe von etwa 130 Millionen Tonnen CO2, die der deutsche Wald durch Holzzuwachs bindet und die durch die stoffliche Nutzung von Holz als positiver Klimaschutzbeitrag kalkuliert wird. Dies entspricht etwa 14 Prozent der Treibhausgasemissionen Deutschlands. Der akut schlechte Zustand von Teilen unserer Wälder aufgrund von Trockenheiten und in der Folge großer Schäden durch Käferbefall lässt jedoch befürchten, dass unsere Wälder regional keine Treibhausgassenken mehr darstellen, sondern für bestimmte Zeiträume eher sogar zur Quelle werden.

Die Atmosphäre kennt keine Ländergrenzen und unterscheidet nicht nach Art der CO2-Freisetzung. Ob ein Waldbrand oder ein Kohlekraftwerk, es zählt allein die Menge der Spurengase, die die Atmosphäre erhitzen. Durch den bereits vollzogenen Temperaturanstieg haben wir womöglich Prozesse in Gang gesetzt, die selbst bei einer global vollständig CO2-neutralen Wirtschaftsweise weitere Treibhausgase freisetzen: erodierende Küsten des Polarmeeres, auftauende Permafrostböden und eben Waldbrände bislang nicht gekannten Ausmaßes. Überhaupt steigt seit einigen Jahren die Konzentration von Methan – ein Treibhausgas, das signifikant schädlicher ist als CO2 – in der Atmosphäre an, ohne dass die Ursachen hierfür wirklich bekannt wären. Das heißt, wir müssen uns auf die Folgen einer weiteren Erderwärmung unbedingt vorbereiten. Dies heißt aber auch, die Energiewende nicht hinauszuzögern oder gar aufzugeben. Wir müssen das eine tun, ohne das andere zu lassen: zum einen die „Entfossilisierung“ unserer Energieerzeugung mit Nachdruck vorantreiben - allerdings dürfen dabei die Kosten nicht weiter aus dem Ruder laufen - und uns gleichzeitig an den Klimawandel und seine regional spezifischen Auswirkungen anpassen.

Wir erleben aktuell den Zielkonflikt, der entsteht, wenn eine Industriegesellschaft nicht auf eine adäquate Energieversorgung verzichten kann und zugleich bestimmte Formen der Energiebereitstellung für sich ausschließt. Die Energiewende insgesamt kann nur mit einem Technologiemix, also nur mit Technologieoffenheit, gelingen. So ist die batteriebezogene E-Mobilität unter den aktuellen Rahmenbedingungen mit einem durchaus relevanten CO2-Fußabdruck verbunden. Aber allein auf diese Technologie zu setzen, ist gerade aus Klimaschutzgründen ein Irrweg. Wir werden „grüne“ Kraftstoffe, beispielsweise synthetische „fuels“ und vor allem klimaneutral erzeugten Wasserstoff aus sonnenreichen Ländern importieren müssen. Der Ausbau der einheimischen Energieerzeugung über Photovoltaik und Windkraft sollte vorangetrieben werden. Aber die Sonne scheint in Deutschland im Schnitt nur 1000 Stunden pro Jahr, und ein Jahr hat 8760 Stunden. Wind für die Strommühlen gibt es 1200 bis 2400 Stunden im Jahr. Trotzdem ließe sich rein rechnerisch der Energiebedarf Deutschlands über einheimische „Erneuerbare“ eventuell decken, es fehlen aber die gesellschaftspolitische Akzeptanz sowie adäquate Speichermöglichkeiten für den zeitlichen Ausgleich und vor allem genügend Transportleitungen und auch Verteilnetze für den jeweiligen räumlichen Bedarf.

Die Sektorenkopplung ermöglicht das Gesamtsystem beim Ausbau mit weiteren erneuerbaren Energieträgern zu flexibilisieren, beispielsweise durch die direkte Nutzung von Primärelektrizität im gesamten Energiesystem, durch die Nutzung von Wasserstoff oder durch die Herstellung synthetischer Brenn- und Kraftstoffe. Insbesondere Wasserstoff kommt aufgrund seiner vielfältigen Einsatzmöglichkeiten (Verkehr, Wärmeversorgung, Stromspeicher) eine zentrale Rolle zu. Da sich die benötigten Erzeugungskapazitäten nicht ausschließlich in Deutschland realisieren lassen, wird Deutschland auch in Zukunft sowohl auf Energie- aber auch auf Rohstoffimporte angewiesen sein.

Die globale Nachfrage nach Hochtechnologiemetallen wird sich für Kupfer in der E-Mobilität in 20 Jahren verdreifachen, dabei nicht durch Recycling zu decken sein und für weitere Metalle gar die bekannten Reserven übersteigen. Die Herausforderung besteht darin, im tieferen geologischen Untergrund gelegene, hochwertige Ressourcen aufzufinden und nachhaltig zu erschließen. Geothermie bietet sich als weiterer Baustein der Energiewende für die Bereitstellung von Wärme an. Es gibt in Deutschland vielversprechende Initiativen, beispielsweise der bayerischen Landeshauptstadt München, die stark auf Geothermie setzt. Zugleich fürchten sich Anwohner oft vor Bohrungen und Erschütterungen. Unsere Forschungen zeigen, dass die induzierte Seismizität, also bei den Bohrungen herbeigeführte Erschütterungen, sehr gut kontrolliert werden kann. Der Untergrund stellt darüber hinaus auch Raum für die Speicherung von klima- und energierelevanten Gasen wie CO2, CH4 oder H2 bereit. Das GFZ hat in Ketzin vor den Toren Potsdams gezeigt, dass sich CO2 sicher speichern und im Bedarfsfall sogar zurückholen lässt. Gut 67.000 Tonnen CO2 wurden dort im Untergrund zwischen 2008 und 2013 gespeichert und für eine längere Periode nach dem Ende der Einspeisung überwacht. Das eingebrachte CO2 verhielt sich so, wie es unsere Modellierungen prognostiziert hatten: es blieb komplett in der für die Speicherung genutzten geologischen Formation. Deutschland verfügt bereits über die größte unterirdische Speicherkapazität für Erdgas in der EU und über die viertgrößte der Welt. Statt Speicherkapazität zurückzufahren, brauchen wir mehr Speicher. Das Speicherpotenzial auf TWh-Skala für Wasserstoff im geologischen Untergrund ist für die prognostizierte Größenordnung internationaler Wertschöpfungsketten alternativlos. Deshalb konzipiert das GFZ ein entsprechendes Demonstrationsprojekt.

Diese Initiative beruht auf drei Säulen: Mitigation, Adaptation und Kommunikation. Es soll erforscht werden, ob und wie wir in Deutschland und Europa CO2 -neutral werden können; das Schlagwort lautet „Netto Null“ – das ist die Mitigation. Andere Forschende wollen das Ursache- Wirkungs-Geflecht des globalen Wandels nicht nur auf der weltweiten, sondern auf der regionalen bis hin zur lokalen Skala untersuchen. Wir wissen zum Beispiel, dass die rapide Erwärmung der Arktisregion, die wir so nicht erwartet hatten, zu einer Veränderung der Höhenwinde („Jetstream“) geführt hat. Dadurch gibt es in Mitteleuropa häufiger langhaltende Wetterlagen – etwa ein Trocken- und Hitzesommer wie 2018 oder aber länger anhaltende Regenfälle. Extreme werden zunehmen - mit Folgen für die Wälder, für die Landwirtschaft, für unsere Infrastrukturen, für die menschliche Gesundheit und auch für die Energieerzeugung. Um Gewässer in heißen Sommern nicht zu überhitzen, müssen beispielsweise Kraftwerke die Einleitung von warmen Prozesswässern drosseln oder Energierohstoffe können auf Wasserwegen wegen Niedrigwasser nicht transportiert werden. Zunehmend an Bedeutung gewinnt die Kommunikation als dritte Säule der Initiative. Wenn wir aktuell die Versuche erleben, mit Halbwahrheiten oder Falschbehauptungen Politik zu machen, ist die Wissenschaft als Stimme der Vernunft gefordert. Wir müssen gesicherte Fakten liefern und Handlungsoptionen aufzeigen, die evidenzbasiert sind und auf nachvollziehbaren Szenarien beruhen. Nach unserem aktuellen Wissensstand wird Deutschland zu den Regionen gehören, die die Auswirkungen eines veränderten Klimas technisch und gesellschaftlich einigermaßen meistern können. Wir werden weiter mit zunehmenden Extremereignissen und erhöhter Verletzlichkeit der menschlichen Gesellschaften leben müssen; denn die Verweildauer von CO2 in der Atmosphäre beträgt Jahrhunderte. Wir werden alle Anstrengungen unternehmen müssen, uns an den Wandel anzupassen.

Weitere Information unter: www.gfz-potsdam.de

www.acatech.de/themen/energie-ressourcen