Die Kosten des Umstiegs auf die regenerativen Energien G. Ganteför

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1 Die Kosten des Umstiegs auf die regenerativen Energien G. Ganteför 35 Euro im Jahr oder 250 Euro im Monat? Nach der nuklearen Katastrophe in Fukushima beschloss die Bundesregierung den Ausstieg aus der Kernenergie und den Umstieg auf die regenerativen Energien. Die Energieversorgung war bereits ein Thema im Bundestagswahlkampf 2009 und die bürgerlichen Parteien vertraten damals die Ansicht, dass die regenerativen Energien zu teuer seien. Heute wird behauptet, dass der Umstieg nur 35 Euro pro Jahr und pro Haushalt koste /1/. Bei 40 Millionen Haushalten in Deutschland wären das Mehrkosten von 1,4 Milliarden Euro. Der jährliche Gesamtstromverbrauch in Deutschland beläuft sich auf 500 Milliarden Kilowattstunden. Sowohl unter den Befürwortern als auch unter den Kritikern eines Umstiegs herrscht inzwischen weitestgehend Einigkeit über die aktuellen Erzeugungskosten des Stroms. Die Kilowattstunde aus Kohle- oder Kernkraftwerken kostet weniger als 5 Cents pro Kilowattstunde, während Windstrom auf rund das Doppelte kommt und die Photovoltaik bei 30 Cents liegt. Der Strom aus regenerativen Quellen kostet also im günstigsten Fall 5 Cents und im ungünstigsten Fall 25 Cents pro Kilowattstunde mehr. Bei 500 Milliarden Kilowattstunden addiert sich das zu Gesamtkosten von 25 beziehungsweise 125 Milliarden Euro pro Jahr auf. Dies würde pro Haushalt Mehrkosten zwischen 50 bis 250 Euro pro Monat bedeuten. Was ist also richtig: die 35 Euro pro Jahr der Bundesregierung oder die 50 bis 250 Euro pro Monat aus der obigen Überlegung? Einen Teil dieser Mehrkosten trägt die Industrie. Allerdings werden die Unternehmen diese Kosten in der einen oder anderen Form an die Verbraucher weitergeben. Die Produkte werden entsprechend teurer. Die drohende Strompreiserhöhung für den Privatkunden kann durch staatliche Subventionen und Steuererleichterungen verringert werden. Aber das Geld für diese Maßnahmen fehlt dem Staat dann an anderer Stelle. Er muss dann andere Leistungen aus Geldmangel kürzen oder neue Gebühren und Steuern erheben. Beispiele dafür sind die Studiengebühren oder die Autobahnmaut. In jedem Fall wird der Bürger die erhöhten Stromkosten bezahlen müssen. Es ist also wichtig abzuschätzen, welche wirklichen zusätzlichen Kosten durch den Umstieg auf die Haushalte zukommen. Sollte es sich um Mehrkosten von 50 Euro oder mehr pro Monat handeln, wäre dies für die geringverdienenden Haushalte wohl kaum akzeptabel. 10 Cents pro Kilowattstunde: Mehr darf Energie nicht kosten Im vorliegenden Artikel sollen die Mehrkosten geschätzt werden, um entscheiden zu können, ob der Umstieg mit lediglich 35 Euro pro Jahr und pro Haushalt machbar ist. Die hier angewandte, relativ einfache Methode hat den Vorteil, dass der Leser jeden Schritt nachvollziehen und überprüfen kann. Um die Vorgehensweise zu veranschaulichen, soll zunächst die Frage beantwortet werden, ob es eine absolute Obergrenze für den Preis der Energie gibt. Ausgangspunkt ist der jährliche Energieverbrauch ganz Deutschlands. Der gesamte Energieverbrauch beinhaltet nicht nur den Verbrauch an Elektrizität, sondern auch den Energieaufwand zum Heizen und den Treibstoffverbrauch im Verkehr. Dieser so genannte "Endenergieverbrauch" liegt bei rund 2500 Milliarden Kilowattstunden im Jahr. Die Energieeinheit Kilowattstunde ist dem Leser vielleicht von seiner Stromrechnung her geläufig und bezeichnet die Strommenge, die eine 100 Wattlampe in zehn Stunden verbraucht. Die Kilowattstunde Strom kostet den Privatkunden heute rund 20 Cents. Wärmemengen lassen sich auch in Kilowattstunden angeben. Bei der Verbrennung eines Liters Dieselöl wird eine Wärmemenge von 10 Kilowattstunden frei. Bei einem Tankstellenpreis von 1,50 Euro pro Liter kostet die Kilowattstunde Wärme also 15 Cents. Auf diese Weise kann jede Energiemenge in Kilowattstunden gemessen werden. Nun lässt sich eine absolute Höchstgrenze für den Kilowattstundenpreis angeben. Wenn der Energiepreis einen Euro pro Kilowattstunde betrüge, dann würden die 2500 Milliarden Kilowattstunden, die Deutschland jedes Jahr verbraucht, 2500 Milliarden Euro kosten. Das entspricht ziemlich genau dem Bruttoinlandsprodukt, also dem Wert aller während eines Jahres produzierten Waren und Dienstleistungen. Bei einem so hohen Energiepreis würde also das gesamte Volkseinkommen verbraucht werden und das ist natürlich unmöglich. Eine sinnvolle Obergrenze für den mittleren Energiepreis sind 10% des Bruttoinlandsprodukts und das entspricht einem Preis von 10 Cents pro Kilowattstunde (cts/kwh). Für die Bildung gibt Deutschland rund 5% seines Bruttoinlandsprodukts aus und bei einem Energiepreis von 10 cts/kwh wäre die Energierechnung also bereits doppelt so hoch wie die Ausgaben für alle Kindergärten, Schulen und Universitäten zusammen genommen. Jede weitere Erhöhung des Energiepreises würde zu massiven Einsparungen in anderen Bereichen der Gesellschaft wie etwa bei den Renten, im Gesundheitswesen oder den Sozialleistungen bedeuten. Eine ähnliche Rechnung führt übrigens auch zu einer Obergrenze für den Flächenbedarf. Nimmt man an, dass maximal 10% der Fläche eines Landes für die Energieerzeugung eingesetzt werden, ergibt sich ein Grenzwert von rund 100 km 2 für die Erzeugung einer Milliarde kwh pro Jahr. Eine

2 Betrachtung des Flächenbedarfs ist vor allem für die Bewertung der Energieerzeugung aus Biomasse wichtig (s. u.). Wie bereits erwähnt, kostet die Kilowattstunde aus der Verbrennung von Dieselöl den Bürger rund 15 Cents und der Strompreis liegt für den Endkunden bei 20 cts/kwh. Anscheinend sind also die heutigen Energiepreise oberhalb des Limits von 10 cts/kwh. Dieses Limit bezieht sich allerdings auf die tatsächlichen Energiekosten der Volkswirtschaft. Die Endverbraucherpreise beinhalten zusätzliche Abgaben wie etwa die Mehrwertsteuer oder im Fall des Benzins die Mineralölsteuer. Auch der Strompreis besteht zu einem großen Teil aus Steuern, Abgaben und Profiten. Die Steuern und Abgaben helfen, viele Leistungen des Staates wie etwa die Sozialleistungen zu finanzieren. Es handelt sich dabei also um keine tatsächlichen Kosten der Volkswirtschaft, sondern um eine Umverteilung. Der wirkliche Strompreis liegt bei dem heutigen Energiemix aus Kohle-, Kern-, Windund Solarstrom bei rund 4 cts/kwh. Ebenso kostet das Dieselöl eigentlich nur rund 60 Cents pro Liter. Die Wärmeenergie aus der Verbrennung von Dieselöl kostet also nur 6 cts/kwh. Abhängig vom Rohölpreis schwanken die gesamten Energiekosten Deutschlands heute zwischen 5-6 % des Bruttoinlandsprodukts /2/. Der Beitrag der regenerativen Energien heute Pressemeldungen berichten, dass der Beitrag der regenerativen Energien bereits bei über 15% läge. Deutschland scheint also ein gutes Stück auf dem Weg zur Unabhängigkeit von Kohle, Erdöl, Erdgas und Uran vorangekommen zu sein. Die harten Zahlen sagen jedoch etwas anderes: Deutschland ist heute immer noch zu knapp 90% von den klassischen Energien Erdöl, Erdgas, Kohle und Uran abhängig /2/. Windkraft und Sonnenenergie, die als leistungsstarke Energieträger der Zukunft gehandelt werden, trugen im Jahr 2010 nur zu 2 % zum gesamten Endenergieverbrauch bei /2/. Die hohen Prozentzahlen in den Pressemeldungen erklären sich wie folgt: Es wird nur die Stromerzeugung betrachtet, das heißt, der Primärenergieverbrauch für Verkehr, Heizung und große Teile der Industrieproduktion wird nicht berücksichtigt. Weiterhin werden ungewöhnliche Formen der Elektrizitätserzeugung wie die Verbrennung von Torf, Müll oder Klärschlamm mit zu den regenerativen Primärenergien gezählt. Torf ist jedoch eine fossile Energie, denn es dauert Tausende von Jahren, bis sich ein Torfmoor regeneriert. Müll und Klärschlamm sind keine Primärenergien, sondern Abfallprodukte einer Industriegesellschaft /2/. Ein Beispiel für eine neue und regenerative Energie ist die Photovoltaik, die im letzten Jahrzehnt stark ausgebaut wurde. Sie trägt aber bisher (2010) nur zu 0,5 % zum Endenergieverbrauch und mit 2,4 % zur Stromerzeugung bei /2/. Der geringe Beitrag hat allerdings den Vorteil, dass der hohe Preis der Photovoltaik bisher nicht von der Bevölkerung wahrgenommen wird. Die Kosten für die Photovoltaik werden auf den Preis des günstigen Stroms aus Kohle- und Kernkraftwerken aufgeschlagen. Der Preisaufschlag ist gering, solange der Beitrag der Photovoltaik klein ist. Was sind die wirklichen Kosten des Stroms? Um die Kosten für den Umstieg abschätzen zu können, müssen zunächst die wirklichen Kosten der einzelnen Formen der Energieerzeugung bestimmt werden. Die Umstiegskosten ergeben sich dann aus dem Preisunterschied zwischen dem heutigen Strommix mit den Hauptbeiträgen aus Kohle- und Kernenergie und dem regenerativen Strommix aus Sonne, Wind, Biomasse und Wasser. Die wirklichen Kosten beinhalten nicht Steuern, Abgaben und Profite und werden in der Fachsprache "Stromgestehungskosten" genannt. In vielen Pressemeldungen wird auf eine Angabe der heutigen Kosten der regenerativen Energien verzichtet und stattdessen auf die "Lernkurve" verwiesen. Dabei wird ein Preis angenommen, der in der Zukunft gelten soll, wenn die technische Entwicklung zu weiteren Kostensenkungen geführt haben wird. Eine solche erwartete Kostensenkung könnte zwar eintreten, aber sie muss es nicht. Die Kosten für Rohstoffe und Produktion könnten auch steigen. Eine Kostenschätzung auf der Basis einer Lernkurve ist daher spekulativ. Die vorliegende Analyse beschränkt sich auf die heute geltenden und überprüfbaren Preise. Ebenso werden zusätzliche Kosten für Umweltschäden und Gefahren wie etwa die Klimaerwärmung oder die Tschernobyl- Katastrophe hier nicht berücksichtigt, denn bisher muss keiner der Nutzer der verschiedenen Energieerzeugungsmethoden solche tatsächlich bezahlen. Auch ist es schwierig, die Höhe dieser Kosten festzustellen. Zum Beispiel ist die Klimaerwärmung eine Folge der Kohlendioxidemissionen seit Beginn der Industrialisierung und deren Kosten können wohl kaum den Betreibern heutiger Kohlekraftwerke in vollem Umfang angelastet werden. Auch ist nicht jede Flutkatastrophe und jeder Sturm die Folge der CO 2 -bedingten Klimaerwärmung, da es vor der Klimaveränderung bereits Stürme und Überflutungen gab. Die Kosten für eine Versicherung von Kernreaktoren gegen mögliche Katastrophen wie in Tschernobyl oder Fukushima sind ebenfalls schwer zu erfassen. Es muss berücksichtigt werden, ob es sich um moderne Kernreaktoren mit einem hohen Sicherheitsstandard handelt oder um veraltete Kraftwerke an gefährdeten Standorten wie im Fall von Fukushima. Auch

3 müssten dann bei den regenerativen Energien Kosten für Gefahren und Umweltbelastungen ebenfalls erfasst werden. So wird die Energieproduktion aus Energiepflanzen zur Nahrungsmittelverknappung oder sogar zu Hungersnöten in den armen Ländern führen /3/. Weiterhin führt der großflächige Einsatz von Herbiziden in Kombination mit gentechnisch veränderten Energiepflanzen bereits heute in Ländern wie Paraguay, Indonesien und Papua-Neuguinea zu Erkrankungen der einheimischen Bevölkerung /3/. Es ist also schwierig, die Kosten für Risiken und Umweltbelastungen vernünftig zu berücksichtigen und daher werden hier nur die heute tatsächlich anfallenden Kosten berechnet. Kostenvergleich: Kohle, Uran, Sonne, Wind, Wasser, Biomasse und Geothermie. Für jede der hier betrachteten Methoden der Energieerzeugung werden anhand eines oder mehrerer Beispiele existierender Kraftwerke die Stromgestehungskosten nach der Methode, die in Anhang 1 näher erläutert ist, geschätzt. Als Beispiele konventioneller Kraftwerke sind in Tab. 1 die Eckdaten des Braunkohlekraftwerks Niederaußem, des Steinkohlekraftwerks Mannheim und des Kernkraftwerks Grundremmingen aufgelistet. Unter "Investitionskosten" ist jeweils die Summe aufgeführt, die die Kraftwerke heute als Neubauten kosten würden. Als Laufzeit werden pauschal 40 Jahre angenommen. Die Brennstoffkosten belaufen sich bei Kohle und Uran auf rund 2 cts/kwh. Uran ist preiswerter, aber die Kosten für die Endlagerung schlagen zusätzlich mit rund 1 ct/kwh zu Buche. Die Preisschätzung für das Kernkraftwerk orientiert sich an den Kosten für das neue Kraftwerk in Olkiluoko in Finnland, das wegen der hohen Sicherheitsauflagen teurer ist als ältere Kernkraftwerke. Der Flächenbedarf für Kern- und Steinkohlekraftwerke liegt erheblich unter einem km 2 pro Milliarde kwh, denn Steinkohle und Uran werden untertage abgebaut. Braunkohle wird dagegen im Tagebau gewonnen und es werden rund 3 km 2 pro Milliarde kwh benötigt. Für alle drei konventionellen Kraftwerkstypen liegen also Kosten und Flächenbedarf weit unterhalb der oben festgelegten Grenzwerte. Eines der größten Photovoltaikkraftwerke der Welt steht bei Leipzig. Dort wird Strom für 34 cts/kwh produziert, während die Schätzung für ein ähnliches Werk in Spanien 45 cts/kwh ergibt. Der niedrigere Strompreis des deutschen Werkes könnte sich daraus erklären, dass dort die preiswerteren Cadmium-Telluridzellen statt der teuren Siliziumsolarzellen eingesetzt wurden. Andere Studien /4, 5/ kommen zu noch höheren Kosten für die Photovoltaik und insbesondere für Kleinstanlagen auf Hausdächern in Norddeutschland werden Preise von bis zu 60 cts/kwh genannt. Solarthermische Kraftwerke wie das Parabolrinnen-Kraftwerk Nevada Solar One in den USA und das Solarturmkraftwerk PS 10 bei Sevilla in Spanien produzieren für den halben Preis Solarstrom. Noch preisgünstiger ist die Windkraft. Die Kostenschätzung für den Windpark "Wybelsum" ergibt gerade mal den doppelten Preis eines konventionellen Kraftwerks. Ein großes Ausbaupotenzial wird Off- Shore Windparks zugeschrieben. Bei der Kostenschätzung wurden die Probleme mit der Instandhaltung unter den harschen Bedingungen auf dem offenen Meer mit einer kurzen Betriebsdauer von nur vier Jahren berücksichtigt. Vergleichbare Studien /4, 5/ errechnen Kosten zwischen 6-14 cts/kwh für Windparks an Land und 9-18 cts/kwh für Off-Shore Windparks und diese Zahlen stimmen gut mit den Daten in Tab.1 überein. Trotz der hohen Investitionskosten von 54 Milliarden Euro ergibt die Kostenschätzung für den Drei-Schluchten-Staudamm in China nur einen Preis von 5 cts/kwh. Allerdings ist der Flächenverbrauch hoch und kollidiert mit dem Flächenbedarf der Bevölkerung. Ein Laufwasserkraftwerk benötigt keinen Stausee und hat einen geringen Platzbedarf. Das Laufwasserkraftwerk in Rheinfelden in Deutschland kann Strom für 6 cts/kwh produzieren. Strom aus Wasserkraft ist also ähnlich preiswert wie die Energie aus konventionellen Kraftwerken. Detaillierte Studien /4, 5/ errechnen für die Wasserkraft je nach Standort, Größe und Alter der Anlage Preise zwischen 2,5 cts/kwh und 13 cts/kwh. Das geothermische Kraftwerk "The Geysers" in den USA liefert für nur 4,5 cts/kwh zuverlässig so viel Elektrizität wie ein konventionelles Kraftwerk. In Landau in Deutschland gibt es ein kleines Geothermie-Pilotprojekt, für das die Kostenschätzung 12 cts/kwh ergibt (Tab. 1). Größere Anlagen könnten vielleicht preiswerter produzieren. Andere Studien /6/ errechnen für geothermische Kraftwerke Kosten zwischen 8-22 cts/kwh. Allerdings gibt es keine geothermischen Großanlagen in Deutschland und das wirkliche Potenzial dieser Technik ist unbekannt. Für alle drei Arten der Biomasse (Holz, Pflanzenabfälle, Energiepflanzen) ist der Flächenbedarf astronomisch hoch (Tab. 1, Anhang 2) und das liegt an dem niedrigen Wirkungsgrad, mit dem Pflanzen die Energie des Sonnenlichts in chemische Energie umwandeln /7/. Die Kosten schwanken stark je nach der Art der Bioabfälle. Ein Spezialfall ist die Treibstoffgewinnung aus Zuckerrohr in Brasilien. Dort lohnt sich diese Art der Energiegewinnung, da die klimatischen Bedingungen für das Pflanzenwachstum extrem günstig sind. Weiterhin ist die Bevölkerungsdichte zehnmal geringer ist als in Deutschland und damit steht ausreichend viel Ackerland zur Verfügung. Daneben existieren noch viele weitere Methoden der Energieerzeugung wie zum Beispiel die Meeresströmungskraftwerke, Gezeitenkraftwerke, Wellenkraftwerke, Meereswärmekraftwerke, Osmosekraftwerke, Aufwindkraftwerke und die Fusion.

4 Für diese Methoden gibt es keine Pläne, neue leistungsstarke Kraftwerke zu bauen und daher werden sie hier nicht weiter betrachtet. Kraftwerk Leistung Stromer- Investitions- Laufzeit Strompreis Flächenzeugung kosten bedarf Megawatt TWh/Jahr Mio Euro Jahre Cents/kWh km 2 /TWh Braunkohle ,8 3 Niederaußem, D Steinkohle , ,4 <1 Mannheim, D Kernkraftwerk ,2 <1 Grundremmingen, D Photovoltaik 40 0, Waldpolenz, D Photovoltaik 60 0, Olmedilla, (Spanien) Parabolrinne 75 0, Nevada Solar One (USA) Solarturm 11 0, PS 10 Sevilla (Spanien) Windpark (an Land) 70 0, Wybelsum (D) Windpark (off-shore) 160 0, Horns Rev (Dänemark) Staudamm Drei-Schluchten (China) Laufwasser 100 0, <1 Rheinfelden (D) Geothermie 700 5, ,5 <1 The Geysers (USA) Geothermie 3 0, <1 Landau (D) Biomasse Holz (D) Pflanzenreste (D) Energiepflanzen (D) Tab. 1 Eckdaten der hier ausgewählten konkreten Beispiele der Stromerzeugung. Die Investitionskosten beziehen sich auf das Jahr Die Laufzeiten berücksichtigen auch erhöhten Verschleiß wie etwa bei den Off-Shore Windkraftwerken. Der Strompreis errechnet sich nach einem festen Schlüssel aus den Investitionskosten, den Laufzeiten und gegebenenfalls den Brennstoff- und Endlagerkosten (Anhang 1). Der Flächenbedarf der Biomasse errechnet sich aus den Hektarerträgen, dem Energieinhalt und dem Wirkungsgrad für die Umwandlung in elektrische Energie (Anhang 2). (D: Deutschland; kwh: Kilowattstunde, Mio: Million; TWh: Terawattstunde = 1 Milliarde kwh) Innerhalb der nächsten 20 Jahre lassen sich also große Mengen an elektrischer Energie nur aus den folgenden acht Quellen gewinnen: Braunkohle, Steinkohle, Uran, Wasserkraft, Sonnenenergie, Windenergie, Geothermie und Biomasse. Erdöl und Erdgas werden heute kaum zur Stromerzeugung genutzt, aber ihre Stromgestehungskosten sind vergleichbar mit denen der Kohle. Unter Berücksichtigung der Ergebnisse anderer, umfangreicherer Studien /4-7/ lassen sich nun für jede Energieform Bereiche angeben, innerhalb derer die Kosten und der Flächenbedarf liegen (Abb.1). Die Abbildung zeigt, dass die Photovoltaik erheblich zu teuer ist und die Biomasse einen viel zu großen Flächenbedarf hat. Windenergie aus Skandinavien oder Solarenergie aus der Sahara? Ein Parabolrinnenkraftwerk in der Sahara würde ähnlich wie das Kraftwerk Nevada Solar One Strom zu einem gerade noch akzeptablen Preis produzieren. Allerdings kommen noch Kosten für den Stromtransport hinzu und ein Teil der Energie sollte kostenlos an die Gastgeberländer in Nordafrika abgegeben werden. Wird beispielsweise die Hälfte des Stroms abgegeben, verdoppelt sich der Strompreis für den deutschen Verbraucher. Damit würde die Solarthermie in der Sahara aber wieder

5 genauso teuer wie die heimische Photovoltaik werden. Der Vergleich in Abb. 1 zeigt, dass die Windenergie erheblich preisgünstiger ist. Eine Alternative zu einem (vermutlich unbezahlbaren) Solarkraftwerk in der Sahara wäre beispielsweise der Ausbau der Windenergie in den unbewohnten Hochlandregionen Norwegens Holz Bioabfälle Quadratkilometer pro Terawattstunde Braunkohle Steinkohle Solarthermie Uran Wasser Geothermie Wind Photovoltaik Energiepflanzen Cents pro Kilowattstunde Abb. 1. Flächenbedarf und Kosten der hier betrachteten Methoden der Stromerzeugung. Die Daten ergeben sich aus einer Mittelung der Ergebnisse aus Tab. 1 unter Berücksichtigung einer Ungenauigkeit von +/-30 % und den Daten vergleichbarer wissenschaftlicher Studien /4-7/. Weiß unterlegt ist der erlaubte Bereich innerhalb der Grenzwerte (siehe Text). Was kostet der Umstieg? Der Endenergieverbrauch an Elektrizität beträgt rund 500 Milliarden Kilowattstunden. Zurzeit stammen bereits 90 Milliarden kwh aus regenerativen Quellen (Tab. 2). Dieser Verbrauch wird trotz der Einsparbemühungen in der Zukunft nicht sinken, da viele Methoden des Energiesparens mit einer Erhöhung des Stromverbrauchs einhergehen. Beispiele dafür sind die Elektromobilität oder die Wärmepumpe. Daher wird hier der aktuelle Stromverbrauch als Richtwert genommen. Anteil regenerativer Energien am Primärenergieverbrauch der Elektrizität in Deutschland im Jahr 2010 (Gesamtvolumen: rund 500 Milliarden kwh). Wasserkraft 20 Milliarden kwh kaum ausbaubar Biomasse, Müll, etc. 20 Milliarden kwh Ausbau problematisch Wind 38 Milliarden kwh stark ausbaufähig Photovoltaik 12 Milliarden kwh stark ausbaufähig Summe 90 Milliarden kwh Tab. 2 Anteil regenerativer Energien an der Stromerzeugung im Jahr 2010 /2/. Es fehlen also 410 Milliarden kwh. Das Potenzial der Wasserkraft ist nahezu ausgeschöpft. Der Anteil der Biomasse kann und darf nicht weiter gesteigert werden, denn Nahrungsmittel werden dringend in den armen Ländern benötigt /3/. Um also die fehlenden 410 Milliarden kwh zu erzeugen, müssen Windkraft und Photovoltaik auf die achtfache Kapazität ausgebaut werden. Jährliche Kapazitätssteigerungen von 5 bis 10 Milliarden kwh Stromerzeugung sind bei Windkraft und Photovoltaik technisch machbar /2/. Zusammen könnten pro Jahr also 20 Milliarden kwh hinzukommen, so dass in 20 Jahren 100% des Stroms aus erneuerbaren Energien erzeugt werden könnten. Die zusätzlichen Kosten dafür lassen sich unter der Annahme, dass Photovoltaik und Windenergie jeweils zur Hälfte beitragen, abschätzen. Von den niedrigsten in der Literatur genannten

6 Stromgestehungskosten (Photovoltaik 30 cts/kwh, Wind Onshore 8 cts/kwh, Wind Offshore 14 cts/kwh) werden jeweils 4 cts/kwh für die Stromgestehungskosten des heutigen Strommixes abgezogen. Das Ausbaupotenzial für Offshore-Windparks ist erheblich größer als für Windparks an Land (Annahme: 3x). Zusätzlich müssen Kraftwerkskapazitäten bereitgehalten werden, die einspringen, wenn Sonne und Wind ausfallen. Diese Aufgabe müssen konventionelle Kraftwerke übernehmen. Dies kostet etwa soviel wie der Strom aus einem Kohlekraftwerk ohne die Brennstoffkosten, also rund 2 cts/kwh oder 8,2 Milliarden Euro pro Jahr. Hinzu kommen noch Kosten für den Netzausbau, um zum Beispiel die Windenergie aus Norddeutschland nach Süddeutschland zu transportieren. Die Angaben über diese Kosten sind allerdings widersprüchlich und werden hier nicht berücksichtigt. Das Ergebnis dieser Schätzung der Mehrkosten eines Umstiegs zeigt Tab.3. Zusätzliche Kosten für die Erzeugung von 410 Milliarden kwh an Elektrizität (Annahmen: Solar/Wind = 1/1, Offshore/Onshore = 3/1) Energieform Preisaufschlag Beitrag in Kosten in in cts/kwh Milliarden kwh Milliarden Euro Photovoltaik 30-4 = ,3 Wind Onshore 8-4 = Wind Offshore 14-4 = ,5 Kraftwerkskapazität ,2 Mehrkosten pro Jahr 79 Milliarden Euro Tab. 3 Schätzung der Mehrkosten eines vollständigen Umstiegs in der Stromerzeugung auf regenerative Energien. Die Mehrkosten ergeben sich aus der Differenz der Stromgestehungskosten der regenerativen Energien (Photovoltaik: 30cts7kWh; Windenergie: 8 cts/kwh Onshore, 14 cts/kwh Offshore) minus der Stromgestehungskosten des aktuellen Strommixes (4cts/kWh). Insgesamt ergibt die Schätzung Mehrkosten in der Höhe von 79 Milliarden Euro oder 165 Euro pro Monat und pro Haushalt. Sollte der Umstieg auf regenerative Energien den gesamten Endenergieverbrauch von 2500 Milliarden kwh betreffen, müssten nochmals 2000 Milliarden kwh, also die fünffache Energiemenge aus Tab. 3, durch regenerative Energien erzeugt werden. Das würde nochmals Kosten von 800 Euro pro Haushalt und Monat mit sich bringen. Es ist heute unvorstellbar, wie der gesamte Endenergieverbrauch Deutschlands in der Höhe von 2500 Milliarden kwh aus rein regenerativer Energie heraus erzeugt werden kann und wie das die Volkswirtschaft bezahlen soll. Ein solcher vollständiger Umstieg würde die Industriegesellschaft als Wirtschafts- und Staatsform grundsätzlich in Frage stellen. Ein Umstieg allein bei der Stromerzeugung ist möglich, aber nicht billig. Es kommen Mehrkosten in der Größenordnung von geschätzten 165 Euro pro Monat und pro Haushalt auf die Bürger zu. Je höher dabei der Anteil der Sonnenenergie ist, umso teurer wird es. Anhänge Anhang 1 Ausgangspunkt sind die Investitionskosten eines Kraftwerks, also der Kaufpreis. Davon ausgehend lassen sich die Kosten, die pro Jahr für den Betrieb anfallen, als die Summe der Kapitalkosten (4% Zinsen auf den Kaufpreis pro Jahr), der Betriebskosten (1,5 % des Kaufpreises pro Jahr), der Instandhaltungskosten (1 % des Kaufpreises pro Jahr) und der Amortisation (Kaufpreis dividiert durch die erwartete Betriebsdauer in Jahren) berechnen. Hinzu kommen noch zusätzliche Kosten wie etwa für Brennstoff, die sich aus dem Marktpreis des Brennmaterials ergeben, oder für die Endlagerung von Atommüll. Der Preis pro Kilowattstunde errechnet sich aus dem Quotienten der jährlichen Kosten und der erzeugten Energiemenge. Eine pauschale Abschätzung birgt zweifellos große Fehler in sich. Die Betriebsdauer kann nur grob abgeschätzt werden. Ebenso wird die pauschale Behandlung der Betriebs- und Instandhaltungskosten wohl kaum den Unterschieden der verschiedenen Methoden gerecht. Diese Ungenauigkeiten werden in Abb.1 mit einem Fehler von +/-30 % berücksichtigt. Innerhalb dieses Fehlerintervalls stimmen die Resultate mit den Ergebnissen anderer, aufwändigerer Studien überein /4, 5/.

7 Anhang 2 Der Hektarertrag an Biogas (Methan) liegt in Deutschland bei 4000 m 3 pro Jahr. Bei einem Energiegehalt von 10 kwh pro m 3 Methan lassen sich pro Hektar kwh Wärmeenergie gewinnen. In einer Gasturbine können 50% dieser Energie in Elektrizität umgewandelt werden, also kwh pro Hektar. Für eine Milliarde Kilowattstunden werden also Hektar oder 500 km 2 benötigt. Zum Vergleich: Ein 1-Gigawatt Block eines Kohlekraftwerks liefert acht Milliarden Kilowattstunden pro Jahr. Referenzen: /1/ siehe z.b. Bundesminister Dr. N. Röttgen im Interview mit dem Deutschlandfunk vom /2/ Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie Berlin, Energiedaten, Excel-Tabelle "energie-daten-gesamt". /3/ Im dem Film "Der Pakt mit dem Panda" der ARD wird die Problematik des globalen Anbaus von Energiepflanzen für die Versorgung der USA und Europas mit Biotreibstoffen dokumentiert. Internet (Stand ): /4/ S. Wissel, S. Rath-Nagel, M. Blesl, U. Fahl, A. Voß, Arbeitsbericht Stromerzeugungskosten im Vergleich, IER, Universität Stuttgart, Februar /5/ J. Nitsch u.a., "Ökologisch optimierter Ausbau der Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland", Forschungsvorhaben im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Stuttgart, /6/ H. Paschen, D. Oertel, R. Grünwald, Möglichkeiten geothermischer Stromerzeugung in Deutschland, Büro für Technikfolgen-Abschätzung des Deutschen Bundestags, Arbeitsbericht Nr. 84, Februar /7/ M. Kelm, F. Taube, Energiebilanz der Biogaserzeugung aus Gras- und Maissilage, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, Universität Kiel, 2007,

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