Fläche ist wertvoll

Erneuerbare Energien sind gut — aber es kommt auch darauf an, sie möglichst effizient einzusetzen. Die Konzepte dafür liegen schon bereit. Eine Analyse.

Auf zehn Quadratmeter Fläche fällt genügend Sonnenlicht, um einen durchschnittlichen Haushalt mit Energie für Heizwärme, Strom und Mobilität für E‑Autos zu versorgen. Das resultiert aus einer einfachen Rechnung: Wechselt ein Haushalt von konventionellen Energieträgern auf erneuerbare, reduziert sich sein Bedarf von durchschnittlich 24 MWh für Heizung, Strom und Mobilität (E‑Fahrzeuge) auf überschaubare 10 MWh. Die Bilanz: Die Sonneneinstrahlung liefert um den 50. Breitengrad pro Quadratmeter eine Energie von circa 1 MWh pro Jahr. Das heißt, die für einen solchen Haushalt benötigte Sonnenenergie lässt sich auf zehn Quadratmetern erzeugen.

Und was ist in der Nacht oder wenn es wochenlange Flauten gibt? Speicher für Warmwasser, Batteriespeicher für Strom und Langzeitspeicher für Windenergie (beispielsweise durch Hydrolyse mit Rückverstromung über Brennstoffzellen) holen die Energie aus Wind und Sonne in die Abendstunden, in den Winter und windarme Zeiten. Ein Wärmereservoir im Erdreich lässt sich in Kombination mit Wärmepumpen und Solarthermie ebenfalls als Langzeitspeicher für die kalte Jahreszeit nutzen. Macht man den Wirkungsgrad von Erneuerbaren daran fest, wie viel Fläche sie für denselben Ertrag benötigen, erreichen Photovoltaik und Solarthermie einen Ertrag zwischen 200 und 600 kWh/m²a elektrischer oder thermischer Energie, also sehr gute 20–60 Prozent Ertrag auf der Fläche. Windkraft erreicht immerhin 20–60 kWh/m²a. Bei reiner Solarversorgung mit Photovoltaik wären somit 50 Quadratmeter pro Haushalt beziehungsweise 500 Quadratmeter Windfläche ausreichend.

DIE BESTEN ERNEUERBAREN

Die Rechnung zeigt, wie wenig Fläche eigentlich notwendig ist, um unseren Bedarf mit der kostenlos zur Verfügung stehenden Sonnen- und Windenergie zu decken. Und trotzdem leisten wir uns Energieträger, die formal zu den Erneuerbaren zählen, aber viel mehr Fläche benötigen. Die Rede ist von Biogas und Biokraftstoffen aus Agrarpflanzen. Um aus ihnen nennenswerte Energiemengen zu erhalten, müssen riesige Ackerflächen unter Einsatz weiterer wertvoller Rohstoffe aufwendig bestellt werden. Das macht sie zu den mit Abstand ineffizientesten Erneuerbaren mit einem Wirkungsgrad von nur 0,6–5,9 kWh/m²a. Dieser hohe Flächenverbrauch lohnt sich nicht. Schon gar nicht in Zeiten rasant sinkender Biodiversität und global beeinträchtigter Lebensmittelversorgung. Nur wo Biomasse ohnehin beispielsweise als landwirtschaftliches Nebenprodukt anfällt, ist sie ein wertvoller Energieträger, der die kommunale Energieversorgung unterstützen kann.

Doch nicht nur der geringe Flächenbedarf macht Wind und Sonne zu den besten Energiequellen. Wechselt ein Haushalt von einer Gasheizung, egal ob fossil oder Bio, auf eine Wärmepumpe, verdreifacht sich die Energieausbeute: Denn aus 1 MWh elektrischer Energie erzielt sie 3 MWh an Wärmeenergie für Heizung und Warmwasser. Auch durch ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug fällt die Energiebilanz etwa um den Faktor 3 günstiger aus: Für einen Pkw rechnet man mit 15 kWh pro 100 km, das entspricht einer Menge von zwei bis drei Litern Benzin. So entsteht der deutlich geringere Bedarf von 10 MWh statt 24 MWh. Anlagen für den industriellen Einsatz erzielen aus Erdwärme eine sogar noch höhere Ausbeute. Der Umstieg, beispielsweise auf Wärmepumpen, reduziert also auch den Energiebedarf deutlich.

SELBST IST DIE KOMMUNE

Einzelne Haushalte können diese Umstellung schwer alleine umsetzen. Zahlreiche Projekte zeigen, dass kommunale Lösungen dagegen eine sichere und flächendeckende Versorgung auf Basis erneuerbarer Energien bieten können. Dazu trägt auch eine moderne Anlagentechnik bei. Neben Blockheizkraftwerken, Wärmepumpen und Energiespeichern gehören zur Stromversorgung moderne Umrichtersysteme. Werden Energiequellen auf kommunaler Ebene angesiedelt, wird die Energieversorgung sicherer und stabiler. Das gilt speziell für die Stromversorgungsnetze, die bei einem Netzausfall auch autark oder als Notstromversorgung betrieben werden können. Daraus folgt: Eine zukunftsfähige Energieversorgung muss Rohstoffe schützen — und dazu gehört auch die Landschaft, sozusagen der Rohstoff „Fläche“. Sonnen- und Windkraft mit kommunalem Ansatz sind hierzu rechnerisch die bei Weitem effizienteste Lösung.

FLÄCHE UND WIRKUNGSGRAD

Die Unterschiede bei der effizienten Nutzung von Flächen zur Energieerzeugung sind gewaltig: Während Solarthermie in unseren Breitengraden etwa 1,7 m² Fläche braucht, um daraus 1 MWh/Jahr zu holen, werden für Biodiesel aus Raps 500 m² Anbaufläche benötigt. 1 MWh Energie spendet die Sonne pro m². Und so viel lässt sich davon mit Erneuerbaren ernten: