Gestaltung für eine Energiewende

Die Weltorganisation für Meteorologie der Vereinten Nationen hat kürzlich berichtet, dass die globalen Temperaturen in den nächsten fünf Jahren mit ziemlicher Sicherheit die wärmsten aller Zeiten sein werden.

Darüber hinaus wird in einem dieser Jahre wahrscheinlich der im Pariser Abkommen festgelegte Schwellenwert von 1,5 Grad Celsius über dem vorindustriellen Durchschnitt überschritten, um die Treibhausgasemissionen zu begrenzen und schlimmer werdende Dürren, Waldbrände, Stürme und Überschwemmungen abzumildern.

Die Nachricht unterstreicht die Dringlichkeit der Bemühungen, die Stromerzeugung, den Transport, die Fertigung und andere Systeme von der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare Quellen wie Sonne und Wind umzustellen. Ein Großteil dieser Arbeit konzentriert sich auf die Entwicklung und den Einsatz kohlenstoffneutraler Energietechnologie, aber um die notwendigen Veränderungen zu erreichen, sind auch Debatten und Entscheidungen über die Wege erforderlich, die wir zur Einführung sauberer Energie auf individueller, organisatorischer und gesellschaftlicher Ebene einschlagen.

Clark Miller

ASU News diskutierte diese umfassenderen Themen mit Clark Miller, Direktor des Zentrums für Energie und Gesellschaft an der School for the Future of Innovation in Society der ASU. Das Zentrum arbeitet mit Interessenvertretern aus Gemeinde, Industrie und Regierung zusammen, um Arizona und dem Land dabei zu helfen, Wege in eine erfolgreiche Zukunft mit sauberer Energie zu finden und zu navigieren.

Frage: Ihre Schule bezieht sich auf die Idee unterschiedlicher Energiezukünfte. Könnten Sie erklären, was das bedeutet? Besteht das Ziel nicht lediglich darin, fossile Brennstoffe zu eliminieren und eine Überhitzung des Planeten zu verhindern?

Antwort: Der Übergang zu erneuerbaren Energien und der Verzicht auf die Verbrennung von Kohlenstoff ist das Ziel und für alle wichtig. Aber es wird geschätzt, dass wir 100 Billionen Dollar ausgeben werden, um eine globale Wirtschaft mit sauberer Energie zu erreichen. Wir sollten es also sinnvoll einsetzen, denn die Art und Weise, wie wir unser zukünftiges Energiesystem gestalten, wird weit über das Klima hinaus große Konsequenzen haben. Welche Kriterien sollten wir bei diesem Übergang anwenden? Im Moment ist unser einziges Kriterium Netto-Null-Kohlenstoff. Ich möchte weitere Kriterien hinzufügen, die beurteilen, wie gut zukünftige Energietechnologien den menschlichen Zwecken dienen. Können wir bei der Optimierung im Hinblick auf Emissionen auch im Hinblick auf soziale Ergebnisse optimieren?

Lassen Sie mich Ihnen ein Beispiel geben. Viele Menschen hier im Großraum Phoenix und im ganzen Land installieren Sonnenkollektoren auf ihren Dächern. Damit unterstützen sie saubere Energie und sparen viel Geld beim Strom. Aber nicht jeder kann es sich leisten, Solarmodule zu kaufen und von den Ersparnissen zu profitieren. Was also tun wir dagegen? Es ist offensichtlich ungerecht, wenn wir diese Ungleichheit einfach den Marktkräften überlassen. Wie korrigieren wir Marktversagen, und wer ist dafür verantwortlich? Das sind Fragen, die wir uns stellen müssen, wenn wir saubere Energietechnologien entwerfen und einsetzen.

F: Welche unterschiedlichen Modelle gibt es am Beispiel von Solarpanelsystemen für Privathaushalte?

A: Sie beziehen sich auf die Eigentumsverteilung. Es gibt zum Beispiel ein Modell, bei dem die Leute ihre Dachanlagen besitzen. Sie nutzen den von ihnen erzeugten Strom und handeln ihn mit dem Netz und möglicherweise auch untereinander. Dieses Modell stellt eine weit verbreitete Solarenergiezukunft dar, in der Menschen als Produzenten und Verbraucher am Markt teilnehmen können.

In einem anderen Modell gehören die Solarmodule großen Unternehmen, die Dachflächen von den Hausbesitzern mieten. Es handelt sich um ein Leasingmodell, das in Arizona sehr verbreitet ist. Dies ist eine Möglichkeit für Haushalte mit geringerem Einkommen, am Solarspiel teilzunehmen. Allerdings wird die Miete in der Regel als Stromgutschrift bezahlt und die Ersparnis für den Hausbesitzer ist deutlich geringer. Die meisten finanziellen Vorteile dieser Vereinbarung kommen dem Solarunternehmen zugute. Sie sind weitaus stärker zentralisiert.

Schließlich gibt es noch die Idee einer gemeinschaftlichen Solarkooperative, die in Europa und einigen Orten in den USA beliebt ist. Ein Nachbarschaftsverein kommt zusammen und kauft gemeinsam und günstig die Solarmodule aller. Jeder Bewohner profitiert dann von einem Eigentumsanteil sowie vom erzeugten Strom und etwaigen Einnahmen aus dem ins Netz zurückgespeisten Strom. Auch Mieter profitieren davon, aber auch Menschen, die sich den Kauf einer kompletten Solaranlage nicht leisten können.

Beachten Sie, dass diese Solarmodule und -systeme bei jedem Modell physikalisch gleich sind. Aber sie stellen unterschiedliche finanzielle Vereinbarungen und ganz unterschiedliche Energiezukünfte – und menschliche Zukünfte – dar, wenn wir eine von ihnen im Verhältnis zu einer anderen vergleichen. Es ist ein Beispiel dafür, wie die Gestaltung unserer neuen Stromversorgungssysteme erhebliche Auswirkungen auf die Gesellschaft haben kann. Wir untersuchen diese Implikationen in unseren jüngsten Büchern „The Weight of Light“ und „Cities of Light“.

F: Das Bewusstsein für diese Auswirkungen geht über den Einsatz von Solarenergie für Privathaushalte hinaus. Was gibt es beim Ausbau erneuerbarer Energien auf kommerzieller Ebene zu beachten?

A: Nun, wir sehen in ländlichen Gebieten bereits erste Besorgnisse über den großflächigen Einsatz von Solar- und Windkraftanlagen. Viehzüchter in Arizona, die seit Jahrzehnten Parzellen des Bureau of Land Management zum Weiden von Rindern nutzen, können ihre Pachtverträge plötzlich nicht mehr verlängern, weil neue Energieprojekte diese Standorte übernehmen. Das Gleiche passiert den Landwirten im Südosten. Es handelt sich um eine Form des Wettbewerbs, die allmählich die Landpachtpreise in die Höhe treibt und Familienbetriebe in der Viehzucht und Landwirtschaft verdrängt. Darüber hinaus befinden wir uns landesweit in einem sehr frühen Stadium der Entwicklung großer Solarprojekte, und das Entwicklungstempo nimmt rasch zu. Daher werden diese störenden Probleme wahrscheinlich noch akuter.

F: Gibt es Maßnahmen, die wir ergreifen können, um diesen Druck zu verringern und den Ausbau erneuerbarer Energien fortzusetzen? Können wir beispielsweise nicht ausreichend genutztes städtisches Land nutzen?

A: Ja, aber das Ackerlandmodell ist bei Solarenergieentwicklern sehr beliebt. Bauernhöfe sind kostengünstige Orte für den Bau von Projekten. Das Gelände wurde bereits aufgewühlt und eingeebnet. Es kann von privaten Grundbesitzern gekauft oder gemietet werden. All dies trägt dazu bei, dass diese Energieprojekte den von ihnen verkauften Strom zu wettbewerbsfähigen Preisen anbieten können. Dennoch gibt es viele städtische Räume, die für Solarprojekte genutzt werden können. Bei ASU verfügen wir über eine Reihe von Sonnenschutzdächern, die den Raum in der Sommerhitze lebenswerter machen. Das Gleiche könnte man auch in Parks tun. Darüber hinaus machen Parkplätze einen erheblichen Teil amerikanischer Städte aus und könnten daher für diesen Zweck genutzt werden. Entwickler müssten die Solarmodule höher über dem Boden errichten und zunächst die Grundstücke ausgraben, um dort elektrische Leitungen zu verlegen. Im Vergleich zu offenem Ackerland wäre es also zunächst sicherlich teurer. Allerdings ist der Farbton ein zusätzlicher Vorteil, und Sie können einen noch größeren sozialen Mehrwert schaffen, wenn Sie sie schön gestalten.

Am wichtigsten ist vielleicht, dass der städtische Ansatz uns auch einer gerechteren Zukunft näher bringen könnte. Städte sind die Energiefresser der Welt, und es wäre gut, wenn sie mehr Energie selbst produzieren würden, anstatt den ländlichen Gemeinden weiterhin neue Infrastruktur aufzuzwingen. Und städtische Solaranlagen sind tendenziell kleiner und werden verteilter betrieben, wodurch mehr Menschen in den Genuss finanzieller Vorteile kommen.

F: Elektrizität ist für unser Leben so grundlegend, dass wir nicht oft darüber nachdenken. Wir sehen es als selbstverständlich an. Wird der Übergang von fossilen Brennstoffen zu erneuerbaren Energien unerwartete Veränderungen in unserer Lebensweise mit sich bringen?

A: Fast sicher. Bedenken Sie, dass unsere Welt seit sehr langer Zeit mit Strom aus großen Kohlekraftwerken angetrieben wird. Trotz aller Schließungen von Kohlekraftwerken und Kohlebergwerken produziert Kohle immer noch mehr Strom als jede andere einzelne Energiequelle. Warum? Das liegt unter anderem daran, dass Kohlekraftwerke immer die gleiche Strommenge liefern – Tag und Nacht, Sommer und Winter.

Aber der Mensch hat nie Strom als konstante Funktion verbraucht. Insgesamt verbrauchen wir tagsüber mehr Strom und nachts weniger, wenn die Gesellschaft abschaltet. Natürlich erzeugen diese Kohlekraftwerke auch nachts Strom, und das bedeutet, dass es einen Produktionsüberschuss gibt. Deshalb ist Strom tagsüber teurer und nachts günstiger.

Die Umstellung auf Solarenergie stellt diese Situation auf den Kopf. Der Überschuss entsteht tagsüber, wodurch Tagesstrom günstiger ist als Nachtstrom, da letzterer vor der Lieferung in teuren Batterien gespeichert werden muss. Dies geschieht bereits in Kalifornien, wo die Strompreise tagsüber manchmal sogar negativ sind, was bedeutet, dass man für die Nutzung von Solarenergie bezahlt wird.

Was bedeutet das? Wir wissen es nicht. Was wir jedoch wissen ist, dass viele Aspekte der heutigen Gesellschaft durch günstigeren Strom in der Nacht ermöglicht werden. Denken Sie an die Allgegenwärtigkeit des Nachtlebens in Form von Einkaufsmöglichkeiten, Restaurants, Konzerthallen und vielem mehr. Tatsächlich waren einige der ursprünglichen Investoren in Vergnügungsparks Elektrizitätsversorger, die nachts und am Wochenende Nachfrage für ihren Stromüberschuss schaffen wollten. Wenn die Umstellung auf billigen Tagesstrom und teuren Nachtstrom gleichermaßen Verhaltenstreiber sind, werden die Veränderungen in der Kultur erheblich sein.

Auch der derzeit günstige Nachtstrom trug dazu bei, dass die Industrie so kapitalintensiv wurde. Wenn Ihre Fertigungsanlagen rund um die Uhr laufen, produzieren Sie mehr und schneller. Aus diesem Grund verfügen wir über dreischichtige Fabriken und Lager. Doch was bedeutet es, wenn der Strom jetzt mitten in der Nacht am teuersten ist? Überwiegt diese Änderung – kombiniert mit der Tatsache, dass nur wenige Arbeitnehmer die Friedhofsschicht wirklich mögen – die Kapitalinvestitionsvorteile ausreichend?

Dies sind Szenarien, die wir berücksichtigen müssen, wenn wir die Zukunft unseres Stromnetzes planen.

Foto oben: Die Red Rock Solaranlage zwischen Tucson und Casa Grande in Arizona. Foto von Charlie Leight/ASU Now

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