Kaliforniens Stromnetz braucht technische Durchbrüche

Die gute Nachricht: Die Pläne von Kalifornien, bis Mitte des Jahrhunderts Strom gänzlich Kohlendioxid-(CO2-)frei zu erzeugen, sind machbar. Die schlechte: Ohne bahnbrechende Innovationen und der Umgestaltung aller Wirtschaftssektoren des Staates wird es nicht gehen. Das sind die zentralen Ergebnisse eines aktuellen Berichts der "Energy Futures Initiative" (EFI), in dem die Technologien bewertet werden, die für die Durchsetzung der ehrgeizigen Klimapolitik des Staates nötig sind. Die kalifornischen Gesetze fordern, die Treibhausgasemissionen der gesamten Wirtschaft bis 2030 auf 40 Prozent des Niveaus von 1990 zu senken und bis 2045 ein Elektrizitätssystem ohne CO2-Emissionen zu schaffen. Darüber hinaus hat der im vergangenen Jahr vom ehemaligen Gouverneur Jerry Brown unterzeichnete Exekutivauftrag den Staat dazu verpflichtet, die Gesamtemissionen bis 2050 um 80 Prozent zu senken.

Der Bericht der EFI, einem vom ehemaligen US-Energieminister Ernest Moniz gegründeten Think Tank, kommt zu dem Schluss, dass sich diese Vorgaben erreichen lassen. Aber die Analyse unterstreicht auch, wie groß die Herausforderung ist, der sich Kalifornien und andere US-Bundesstaaten sowie weitere Nationen bei der Dekarbonisierung gegenübersehen. So hat der Bundesstaat Washington Ende April ein Gesetz verabschiedet, das bis 2045 ein CO2-freies Stromsystem vorschreibt. Auch Nevada, New Mexico, Hawaii, Puerto Rico und Washington DC haben ähnliche Gesetze beschlossen. In einer Reihe weiterer Bundesstaaten steht die Verabschiedung solcher Gesetzesinitiativen noch aus.

Es braucht Neues

Schon das Erreichen des ersten kalifornischen Ziels für 2030 wird zumindest "inkrementelle Innovationen" erfordern, um die Kosten zu senken und die Kapazitäten für Energiespeicherung, CO₂-Abscheidung und CO₂-neutrale erneuerbare Kraftstoffe zu verbessern, sagt Alex Kizer, Direktor für strategische Forschung bei EFI. Die Fernziele von 2050 allerdings könnten große technologische Sprünge bei der Langzeitlagerung, sauberem Zement, der Offshore-Windkraft, der Wasserstofftechnologie und anderen Bereichen erfordern. "Um 80 prozentige Einsparungen oder mehr hinzukommen, sind bahnbrechende Innovationen erforderlich", sagt Kizer.

Eine bei kalifornischen Umweltschützern und politischen Entscheidungsträgern wenig beliebte Erkenntnis ist dabei, dass das Hinzufügen von CO2-Abscheidungssystemen zu den Erdgasanlagen des Staates einige der größten Emissionsminderungen im Elektrizitätssektor erreichen könnten. Diese Einsparungen könnten sich 2030 auf 17,7 Megatonnen summieren – verglichen mit elf Megatonnen für erneuerbare Anlagen in Verbindung mit Fünf- oder Zehn-Stunden-Speichersystemen, die wahrscheinlich große Mengen an Lithium-Ionen-Batterien erfordern.

Wo soll der Fokus liegen?

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Kritiker wenden ein, dass der Fokus auf CO₂-Abscheidung eine dauerhafte Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und den damit verbundenen Umweltschäden mit sich bringen wird. Die Autoren des Berichts weisen jedoch darauf hin, dass die Erzeugung von Erdgas wahrscheinlich weiterhin eine Schlüsselrolle spielen wird, da es billig und stabil ist. Das wird für ein Netz mit zunehmend stark variabler Sonnen- und Winderzeugung von entscheidender Bedeutung sein.

Andere Bereiche, die zu erheblichen Emissionssenkungen führen könnten, umfassen Kraftstoffverbrauchsnormen und CO2-arme Kraftstoffe im Verkehrssektor, CO2-Abscheidung und die Umstellung auf Wasserstoff als Kraftstoff in der Industrie, Energieeffizienz und Elektrifizierung im Gebäudebereich sowie die Umwandlung von Gülle in erneuerbare Kraftstoffe in der Landwirtschaft.

(vsz)