P.M.-Special: Energie

Kraftwerksriesen sind Dinosaurier. Die Zukunft gehört kleinen regionalen Energieversorgern – und Hightech-Häusern, die mehr Strom produzieren, als sie verbrauchen.

Als Rolf Disch vor zwölf Jahren mit der Planung seiner »Solarsiedlung« begann, hielten viele Kollegen die Idee für »vollkommen unverkäufliche« Spinnerei. Inzwischen hat der Architekt für sein Baukonzept mehrere Auszeichnungen gewonnen, alle 60 Häuser am Stadtrand von Freiburg sind belegt. Seit die Preise für Öl und Erdgas in die Höhe schnellen, zweifelt niemand mehr an den finanziellen Vorzügen der Anlage. »Um Rohstoffkosten müssen sich meine Kunden absolut nicht kümmern«, sagt Disch. Die lichtdurchfluteten Häuschen sind wahre Energiesparwunder: Perfekt wärmeisoliert und mit einem ausgeklügelten Lüftungssystem ausgestattet, benötigen sie auch an kalten Tagen so gut wie keine Heizung. Elektrischen Strom produzieren sie selbst, mittels Photovoltaikzellen auf dem Dach. »Wir speisen sogar so viel Strom ins Netz ein, dass wir einen Energieüberschuss erwirtschaften«, sagt Disch.

Energiesparen hat für den 64-Jährigen, der selbst in einem Prototyp seiner »Plusenergiehäuser« wohnt, nichts mit Askese zu tun, sondern mit »Lebensqualität, die Luxus mit Notwendigkeit angenehm verbindet« – und möglicherweise weitreichende Auswirkungen hat: Das Sparen könnte langfristig zum Umbau unserer gesamten Energielandschaft führen, weg von einer rein zentral angelegten Versorgung mit Großkraftwerken, hin zu kleineren, weitgehend selbstversorgenden Einheiten wie der Freiburger Solarsiedlung. »Wir erleben einen historischen Umbruch unseres Energiesystems«, sagt Disch. »Sparmaßnahmen spielen dabei eine entscheidende Rolle.«

Eine Einschätzung, die viele Experten teilen. Wurden die Anhänger der Sparfraktion früher als notorische Spielverderber bespöttelt, stehen ihre Forderungen heute hoch im Kurs, in Wirtschaft, Forschung und in der Politik. Im Frühjahr 2007 haben sich die europäischen Regierungschefs erstmals auf eine gemeinsame Richtlinie festgelegt: Bis 2020 wollen sie den Energieverbrauch der EU um 20 Prozent gegenüber dem Jahr 1990 senken; die Bundesregierung hatte eine entsprechende Maßnahme bereits im Vorjahr beschlossen.

Möchte Deutschland sein ehrgeiziges Klimaschutzziel, den Treibhausgasausstoß bis 2020 um 40 Prozent zu reduzieren, tatsächlich erreichen, braucht es strenge Sparvorgaben. Umso mehr, da seinem Kraftwerkspark eine Generalüberholung bevorsteht. Als Ersatz für alte Kohle- und Gaskraftwerke sowie stillgelegte Atomreaktoren müssen in den kommenden zwei Jahrzehnten 40 000 Megawatt elektrischer Leistung neu installiert werden. »Das ist die Chance für eine energiepolitische Umorientierung«, sagt Helmut Kaschenz. Der Physiker ist Mitverfasser einer Studie des Umweltbundesamts, nach der sich allein durch gezieltes Stromsparen so viel Energie gutmachen ließe, dass man auf 30 Kraftwerke von je 700 Megawatt Leistung verzichten könnte. »Darüber hinaus sind wir technisch in der Lage, die Effizienz neu zu bauender Meiler deutlich zu steigern«, sagt Kaschenz.

Bislang arbeitet das deutsche Kraftwerksarsenal ziemlich verlustreich. Wie ein Blick auf die Zahlen der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen zeigt, landen nicht einmal zwei Drittel der jährlich verfeuerten Primärenergie aus Rohstoffen wie Kohle, Gas, Öl oder Biomasse beim Verbraucher. Der Rest geht bei der Umwandlung des Brennmaterials in Strom verloren. Besonders die älteren Kohlekraftwerke sind notorische Verschwender: Zwei Drittel der hineingepumpten Energie lassen sie ungenutzt als Abwärme durch den Schornstein entweichen. Dabei kann der Wirkungsgrad, also das Verhältnis von gewonnener zu eingesetzter Energie, selbst bei Braunkohle-Anlagen auf 45 Prozent gesteigert werden, moderne Gaskraftwerke bringen es gar auf 60 Prozent. Würde man weltweit alle Kohlekraftwerke auf den neuesten Stand aufrüsten, könnte Deutschland mit der eingesparten Energie ein Jahr lang seine Stromproduktion bestreiten.

Noch günstiger wäre es, auf sogenannte Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) umzusteigen: Kraftwerke, die neben Strom auch Wärme liefern. »Mit solchen Anlagen lassen sich Wirkungsgradrekorde von 80 bis 90 Prozent erzielen«, sagt Ditmar Schüwer vom Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie. Flächendeckend eingesetzt, würde KWK den Primärenergieverbrauch in Deutschland um ein Drittel verringern, schätzen Fachgremien wie der Verband der Elektrotechnik. Mit einer Gesetzesnovelle, die KWK-Anlagen bessere Konditionen bei der Einspeisung von Strom ins Netz verspricht, will die Bundesregierung den Anteil der Kraft-Wärme-Kopplung an der hiesigen Stromerzeugung in der kommenden Dekade stark erhöhen, von zehn auf mindestens 20 Prozent. »Das wäre schon eine spürbare Veränderung«, sagt Schüwer. »Unser Energiesystem würde damit dezentraler.«

Weil die Transportverluste in Wärmeleitungen hoch sind, lassen sich KWK-Anlagen nur sinnvoll nutzen, wenn sie in unmittelbarer Umgebung ihrer Kunden stehen. Statt für ein riesiges Kraftwerk, das seine Energie über weite Strecken verschickt, eignet sich die Kraft-Wärme-Kopplung eher für kleinere, verbrauchernahe Anlagen, vom Stadtteilkraftwerk mit mehren hundert Kilowatt Leistung bis hin zur Mikro-KWK für den Keller im Einfamilienhaus. So bezieht Dischs Solarsiedlung ihre Wärme für die Zusatzheizung im Winter aus einem nahe gelegenen KWK-Blockheizkraftwerk, das mit Holzhackschnitzeln befeuert wird. Eine ähnliche Anlage liefert im bayerischen Pfaffenhofen nicht nur Strom und Wärme für die Anwohner, sondern erzeugt an heißen Tagen auch Kälte, etwa für die Klimaanlage einer Klinik. »Ein pfiffiges Arrangement«, findet Helmut Kaschenz. »Solche Musterbeispiele für Effizienz funktionieren bloß, wenn Firmen und private Energieabnehmer vor Ort mit-machen.«

Wie wichtig das Verbraucherverhalten für den Sparerfolg ist, belegen zahlreiche Untersuchungen. Ob durch systematisches Abschalten von Geräten im Stand-by-Betrieb, den Ersatz konventioneller Glühbirnen durch Energiesparlampen oder den Austausch gewöhnlicher Heizungspumpen durch feiner regulierbare Modelle – unser alltägliches Energieaufkommen ließe sich erheblich mindern (siehe unten). »Jeder einzelne dieser Schritte mag entmutigend unspektakulär wirken«, sagt Joachim Nitsch vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, der Autor einer Energieleitstudie. »Aber in der Summe zahlt sich die Mühe aus.«

Das Umweltbundesamt hat ermittelt, dass wir bis zum Jahr 2015 auf wirtschaftlich verträgliche Weise rund 110 Milliarden Kilowattstunden Strom einsparen und Verbraucher um Kosten von 10 Milliarden Euro entlasten könnten – das gewaltige Sparpotenzial im Wärmebereich noch nicht mitgerechnet.

Etwa drei Viertel ihrer Energie verschleudern Privathaushalte beim Heizen. Mehr als die Hälfte davon ließe sich durch eine fachgerechte Wärmeisolation aller Wohngebäude vermeiden. »Sind die Häuser optimal verpackt und der Stromkonsum minimiert«, sagt Nitsch, »lässt sich der übrige Energiebedarf erheblich leichter als zuvor aus erneuerbaren Quellen wie Wind, Sonne oder Erdwärme decken.« Formen der Energieerzeugung, die wie die Kraft-Wärme-Kopplung zumeist mit einer kleinteiligen, dezentralen Versorgungsstruktur verbunden sind. So gesehen trage das vermeintlich unbedeutende Kleinklein des Sparens nachhaltig zur Umgestaltung des Energiesystems bei, sagt Nitsch.

Die Industrie scheint das längst erkannt zu haben. Nicht nur Siemens oder die Softwareschmiede SAP, auch alle großen Energieanbieter forschen an elektronischen Managementverfahren, um die künftige Vielfalt aus über Land verstreuten Solaranlagen, Windrädern und Biomasseöfen genauso verlässlich verwalten zu können wie einen 800-Megawatt-Kraftwerksriesen. RWE beispielsweise hat erst kürzlich für sein Projekt zur »E-Energy« einen Förderpreis des Bundeswirtschaftsministeriums erhalten. Die Idee dabei: Von der Solaranlage bis zum Kühlschrank sollen zunächst im Haushalt alle Energiequellen und Verbraucher miteinander vernetzt und so aufeinander abgestimmt werden, dass der Gesamtverband möglichst ökonomisch arbeitet, Kühltruhen etwa dann ihre Temperatur absenken, wenn das Solardach viel Strom liefert.

»Nach dem gleichen Prinzip lassen sich auch mehrere kleine Energieproduzenten außerhalb der Wohnung – Solarmodule, Windräder und eine KWK-Anlage – zu einem größeren, zentral gesteuerten ›virtuellen Kraftwerk‹ zusammenschließen«, erläutert Michael Laskowski von RWE Energy. Weht gerade kein Wind, springe automatisch die KWK-Anlage ein. »So können wir selbst mit den Kleinanlagen die nötige Versorgungssicherheit garantieren.«

Denn die Leistung der virtuellen Kraftwerke lässt sich mit vergleichsweise geringem Aufwand an den aktuellen Strombedarf anpassen, ganz einfach, indem man einzelne Mitglieder des Ensembles aktiviert oder abschaltet. Sind die Verbundsysteme erst einmal gut eingespielt, machen sie daher vermutlich einen Teil der alten Reservekraftwerke überflüssig, die zu Spitzenzeiten der Stromnachfrage momentan häufig zugeschaltet werden müssen.

Demnächst will RWE mit dem Testbetrieb eines virtuellen Kraftwerks beginnen. »In ein bis zwei Jahren werden wir das Ganze zu einem ausgefeilten neuen Geschäftsmodell entwickelt haben«, prophezeit Laskowski.

Das heißt nicht, dass fossile Großkraftwerke bis dahin ausgedient haben. Schon um die überregionalen Stromnetze stabil zu halten, wird man die Dinosaurier des Stromzeitalters noch eine Weile brauchen, sogar neue Exemplare bauen müssen, darunter hocheffiziente Gaskraftwerke. Doch mit steigender Sparquote und wachsender Marktreife der neuen Technologie wird sich eine neue Versorgungsarchitektur durchsetzen. Darin sind sich die Fachleute einig. »Sparen kann eine Revolution von unten auslösen, die unser Energiesystem basisorientierter und demokratischer macht«, resümiert Irm Pontenagel, Geschäftführerin der Europäischen Vereinigung für erneuerbare Energien, Eurosolar. In 30 Jahren sollte der Wandel vollzogen sein.

So lange will Rolf Disch nicht warten. Der Schöpfer der Freiburger Solarsiedlung hat angefangen, landesweit für sein Modell zu werben. Den ersten Vertrag für eine Solarsiedlung im Schwarzwald hat er gerade unterschrieben – »und mehr als 200 weitere Gemeinden haben bereits ernsthaftes Interesse bekundet«.

Energie sparen kann jeder

29 Prozent der Kraftwerksleistung fließen in Deutschland in die privaten Haushalte. Durch simpelste Maßnahmen, etwa Ausschalten des Lichts beim Verlassen des Raums, ließe sich die Stromrechnung um bis zu 15 Prozent reduzieren. Weitere Energiespar-Tricks:

- Heizungspumpen schlucken 3,5 Prozent der elektrischen Energie; das entspricht dem Verbrauch aller Schienenfahrzeuge von Bundesbahn und öffentlichem Nahverkehr. Alte Anlagen durch regelbare Heizungspumpen zu ersetzen brächte 50 bis 70 Prozent Stromersparnis.

- Elektrogeräte nach Gebrauch abschalten, statt im Stand-by-Betrieb zu belassen, vermindert den Stromverbrauch um ein bis zwei Prozent.

- 9,5 Prozent des Stroms wandern in die Zimmerbeleuchtung. Mit Energiesparlampen oder Leuchtdioden ließen sich 60 bis 80 Prozent davon vermeiden.

- Energieoptimierte Kühl-Gefrier-Kombinationen, Waschmaschinen oder Geschirrspüler senken den heimischen Stromverbrauch um 5,8 Prozent.

- 80 (!) Prozent am Energiebedarf der Haushalte macht die Raumheizung aus: Mit guter Wärmeisolierung und umweltgerechter Lüftung könnte man sich zwei Drittel des Heizaufwands schenken.